MX2007002130A - Suministro de electricidad con resistor para caida de voltaje con proteccion de surgimiento. - Google Patents

Abstract

Se proporciona un sistema de suministro de energia y la metodologia correspondiente para proporcionar un suministro de electricidad auto.-protegido para usarse con medidores de electricidad electronicos. Las caracteristicas de auto-proteccion son proporcionadas en parte, a traves del uso de componentes de resistencia montados en superficie que corresponden a una parte de resistor para caida de voltaje del suministro de electricidad. El uso de los componentes de montaje de superficie tambien proporciona una reduccion general en los requerimientos de area de superficie de tablero de circuito proporcionando por tanto una construccion global compacta y proporciona economias con respecto a la reduccion en los pasos de proceso de fabricacion. Cuando el divisor de montaje de superficie esta configurado junto con un rectificador de media onda, un suministro DC de voltaje bajo es obtenido de una conexion directa a una fuente de red de electricidad AC de voltaje superior sin requerir el uso de transformadores o capacitores de acoplamiento. Los voltajes de salida plurales pueden ser proporcionados y el filtrado capacitivo pueden ser asociado con las salidas. El uso de un divisor de resistor de montaje de superficie en combinacion con los elementos de proteccion de surgimiento ayuda a distribuir cualquier surgimiento de electricidad sobre el suministro de electricidad, lo cual facilita el uso de dispositivos de proteccion de surgimiento menos robustos para lograr los niveles de proteccion deseados.

Description

SUMINISTRO DE ELECTRICIDAD CON RESISTOR PARA CAÍDA DE VOLTAJE CON PROTECCIÓN DE SURGIMIENTO PRIORIDAD RECLAMADA Esta solicitud reclama el beneficio de la solicitud de patente de los Estados Unidos de América provisional número 60/604,207, intitulada "SUMINISTRO DE ELECTRICIDAD CON RESISTOR PARA CAÍDA DE VOLTAJE CON PROTECCIÓN DE SURGIMIENTO", presentada el 25 de agosto de 2004, la cual se incorpora aquí por referencia para todos los propósitos.

CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente materia específica se refiere generalmente a un sistema de suministro de electricidad y la metodología para suministrar la electricidad, a la metrología electrónica dentro de un medidor eléctrico y la protección de tales suministros de energía de los efectos de los surgimientos de electricidad.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La integración exitosa de la metrología a base de electrónicos en los dispositivos de medición eléctrica da muchas ventajas prácticas. Los ejemplos no exhaustivos y no limitantes de tales ventajas incluyen la habilidad de llevar a cabo cálculos complejos; recolectar, almacenar y transmitir datos; llevar a cabo operaciones de auto prueba automáticas así como el hacer mediciones eléctricas en la misma manera que los medidores eléctricos no electrónicos previos. Tales avances en la metrología de medidor eléctrico tienen un precio, sin embargo, en su implementación. Por ejemplo, con la introducción de los electrónicos en la mezcla de metrología especialmente con la introducción de electrónicos de estado sólido, y en particular, con la tecnología de circuito integrado, los suministros de electricidad (o en algunos casos, las fuentes de electricidad, tal como las baterías) han requerido el suministrar una energía de operación para los componentes electrónicos .

En adición a los requerimientos de suministro de electricidad para los componentes de metrología electrónicos, se ha reconocido que los componentes de metrología electrónicos deben operar en un ambiente frecuentemente hostil. Por tanto, son deseadas varias formas de protección de tal ambiente hostil. Un peligro común para tal metrología electrónico surge de la ocurrencia de surgimientos en o a lo largo de las líneas eléctricas a las cuales pueden estar acoplados los electrónicos de metrología.

Un ejemplo del estado general del arte es la patente de los Estados Unidos de América número 6,229,295 Bl de Hemminger y otros, intitulada "Aparato Para Medir Por lo Menos un Tipo de Energía Eléctrica Sobre un Rango Predeterminado de Voltajes de Servicio" que se expidió el 8 de mayo de 2001. Un elemento de protección de surgimiento está representado como acoplado a la entrada de un suministro de electricidad 20, y un elemento adicional es proporcionado como una protección intentada de los surgimientos de caída de rayos. Otro ejemplo del arte conocido se encuentra en la solicitud de patente publicación número US2002/0080545 Al de Slater y otros, intitulada "Método y Aparato de Protección de Surgimiento Excesivo" publicada el 27 de junio de 2002. Aún otro ejemplo del arte conocido se encuentra en la patente de los Estados Unidos de América número 5,901,028 de Hamard intitulada "Medidor de Electricidad proporcionado con un Sistema para la Protección en Contra de los Surgimientos" , otorgada el 4 de mayo de 1999. Tal patente 5,901,028 describe varistores conectados entre cada fase y neutrales para configurar a la caída de cualquier surgimiento sobre una fase a neutral . La patente de los Estados Unidos de América número 5,023,747 otorgada a Lindsay el 11 de Junio de 1991, intitulada "Sistema de Supresión de Surgimiento de Medidor de Base" describe un medidor de electricidad con un sistema de supresión de surgimiento que puede ser montado sobre un panel de montaje de medidor. La patente de los Estados Unidos de América número 5,956,223 otorgada a Banting el 21 de septiembre de 1999 e intitulada "Sistema de Protección de Surgimiento Incluye una Indicación de Operación Adecuada" describe un sistema de supresión de surgimiento de entendedor de medidor que está diseñado para ajustar entre un medidor de servicio público y una caja de medidor para proteger al equipo hacia debajo de los surgimientos de electricidad sobre un cable de energía eléctrica. La patente de los Estados Unidos de América número 5,994,892 otorgada a Turino y otros, el 30 de noviembre de 1999 intitulada "Método y Aparato de Medidor Automático de Diseño de Circuito Integrado" describe un medidor de electricidad electrónico que incluye la colocación de supresores de surgimiento de óxido de metal (MOV) como una parte del circuito de suministro de energía eléctrica.

Las descripciones de todos los documentos de patente de los Estados Unidos de América anteriores son completamente incorporadas en esta solicitud para todos los propósitos de referencia a los mismos. Aún cuando se han desarrollado varios sistemas de metrología electrónicos y sistemas de suministro de energía eléctrica, no ha emergido un diseño que abarque generalmente todas las características deseadas como se presenta de aquí en delante de acuerdo con la tecnología específica.

BREVE SÍNTESIS DE LA INVENCIÓN En vista de las características reconocidas encontradas en el arte y examinados por la presente materia específica, se ha desarrollado un sistema mejorado y un método para sistemas electrónicos de energía eléctrica integrados dentro y en medidores eléctricos. Es utilizada la tecnología de montaje de superficie para proporcionar aspectos importantes de un suministro de energía autoprotegido mientras que se proporciona así mismo requerimientos de estado real de tablero de circuito reducidos así como el reducir ciertos pasos de procesamiento previamente requeridos .

De acuerdo con aspectos más particulares de la tecnología descrita, un aspecto de la -presente materia específica es el de proporcionar un suministro de energía eléctrica para un medidor eléctrico compuesto principalmente de componentes de tecnología de montaje de superficie. Tales componentes electrónicos requieren un estado real de tablero de circuito significativamente menor que los componentes convencionales y puede, por tanto contribuir a un diseño global más compacto.

Otro aspecto de la tecnología relacionada se refiere a una metodología para proporcionar una característica auto protectora para el suministro de energía eléctrica. Mediante el proporcionar configuraciones especializadas de los componentes, la energía de surgimiento aplicada al circuito de suministro de energía puede ser disipada, en mayor parte, dentro del circuito de suministro de energía mismo.

Varias características y aspectos del suministro de energía de auto-protección ofrecen una pluralidad de ventajas. Por ejemplo, la tecnología descrita proporciona un suministro de energía auto-protegido que puede estar asociado con fuentes de nivel de voltaje plurales. El filtrado capacitivo puede estar asociado con las salidas. Otra ventaja de la presente materia específica es la de que la metodología de fabricación usada permite que se eviten ciertas técnicas de producción previamente empleadas, reduciendo por tanto el tiempo de ciclo y la complejidad de producción en general. Cuando un divisor de resistor de montaje de superficie de ejemplo está configurado junto con un rectificador de media onda, es obtenido un suministro DC de voltaje bajo de una conexión directa a una fuente AC de voltaje superior sin requerir el uso de transformadores o capacitares de acoplamiento. Aún además, el uso de un divisor de resistor de montaje de superficie en combinación con los elementos de protección de surgimiento ayuda a distribuir cualquier surgimiento de energía sobre el suministro de energía, que facilite el uso de menos dispositivos de protección de surgimiento robusto para lograr los niveles deseados de protección.

Los aspectos y ventajas adicionales de la presente materia específica se establecen, o serán evidentes para aquellos con una habilidad ordinaria en el arte de la descripción detallada dada aquí. También, deberá apreciarse que las modificaciones y variaciones a las características específicamente ilustradas, referidas y discutidas y a los pasos de las mismas pueden practicarse en varias incorporaciones y usos de la presente materia específica sin departir del espíritu y alcance de la materia específica. Las variaciones pueden incluir, pero no se limitan a la sustitución de medios equivalentes, características o pasos para aquellos ilustrados, referidos o discutidos y la operación funcional, o la inversión de posición de varias partes, características, pasos o similares.

Aún además, se entiende que las diferentes incorporaciones, así como las diferentes incorporaciones actualmente preferidas, de la materia específica presente pueden incluir varias combinaciones o configuraciones de características, pasos o elementos descritos actualmente, o sus equivalentes (incluyendo combinaciones de características, partes o pasos o configuraciones de las mismas no mostradas expresamente en las figuras o declaradas en la descripción detallada de tales figuras) .

En una incorporación de ejemplo de acuerdo con la presente materia específica, un suministro de energía auto-protegido puede preferiblemente incluir una parte de resistor para caída de voltaje y una parte de rectificador de media onda asociado operativamente con tal parte de resistor para caída de voltaje y puede además incluir una parte de agarradera de voltaje. En tal incorporación, la parte de resistor para caída de voltaje puede además incluir n serie de grupos de resistores conectados y n resistores conectados en paralelo dentro de cada uno de dichos grupos de resistores y con el n>2, todos de acuerdo con la presente materia específica.

En aspectos adicionales opcionales de tal incorporación de ejemplo de la presente materia específica, tal suministro de energía auto-protegido puede además incluir una parte de capacitor, acoplada en paralelo con la parte de abrazadera de voltaje, y aún además, una parte reguladora de voltaje, teniendo una parte de entrada y una parte de salida con tal parte de entrada acoplada a la parte de capacitor.

En ciertas de las incorporaciones de ejemplo anteriores, un número n de resistores puede estar conectado en paralelo con cada uno de los grupos de resistores de la parte de resistor para caída de voltaje y pueden entonces ser proporcionados como resistores de montaje de superficie.

En aún otros aspectos de tales incorporaciones de ejemplo, en algunos casos, cada uno de los n resistores dentro de cada una de las n series de grupo de resistores conectados pueden proporcionarse con esencialmente el mismo valor resistente .

En aún incorporaciones actuales adicionales, un sistema de suministro de energía debe ser proporcionado como un suministro de energía autoprotegido para usarse con medidores de electricidad electrónicos. En los sistemas de ejemplo tal como los presentes, una parte de resistor para caída de voltaje puede comprender una pluralidad de componentes resistentes montados en la superficie, con la parte de resistor para caída de voltaje teniendo una entrada para el mismo asociada con un AC el cual a su vez está asociado con un medidor de electricidad electrónico con el cual es usado el suministro de electricidad. Aún más en tales incorporaciones de ejemplo, los aspectos adicionales de tal combinación pueden incluir preferiblemente una parte rectificadora de media onda asociada operativamente con la parte de resistor para caída de voltaje para proporcionar una salida de voltaje DC que tiene un voltaje relativamente inferior que el voltaje de la red de electricidad AC asociados. También, una parte de protección de surgimiento puede ser interpuesta operativamente entre la red de electricidad AC asociados y la parte de resistor para caída de voltaje. Con las varias combinaciones anteriores, ventajosamente, cualquier surgimiento de energía es distribuido relativamente sobre el sistema de suministro de electricidad para lograr niveles de protección para el medidor de electricidad electrónico asociado mientras que es obtenido un suministro DC de voltaje relativamente inferior de una conexión directa a una fuente de red de electricidad AC de voltaje superior. Todas esas ventajas son proporcionadas sin requerir el uso de capacitores o transformadores de acoplamiento. Al mismo tiempo, la presente materia específica también proporciona una reducción general en los requerimientos de área de superficie de tablero de circuito, resultando por tanto en una construcción global relativamente compacta.

Las incorporaciones de ejemplo y los aspectos de la presente materia se refieren igualmente e incluyen la metodología correspondiente. Por ejemplo, un método de ejemplo presente se refiere a proporcionar un suministro de energía autoprotegido para usarse con medidores de electricidad electrónicos. Tal método de ejemplo puede ventajosamente incluir pasos de conectar un primer número predeterminado de resistores de montaje de superficie en paralelo con una entrada común para estos, tal método además está asociado con la conexión de un segundo número predeterminado de resistores de montaje de superficie en paralelo con una salida común para estos, y para conectar un rectificador de media onda en serie entre el primer número predeterminado de resistores de montaje de superficie y el segundo número predeterminado de resistores de montaje de superficie. De acuerdo con tal metodología presente, una fuente de voltaje AC relativamente superior asociada con la entrada común al primer número predeterminado de resistores de montaje de superficie puede ser reducida a un voltaje DC de voltaje relativamente inferior para suministrar los electrónicos de un medidor de electricidad electrónico asociado con el suministro de energía autodirigido. En algunas de las incorporaciones anteriores, un paso adicional puede ser practicado para seleccionar el número del primer número predeterminado de resistores de montaje de superficie para ser igual al número del segundo número predeterminado de resistores de montaje de superficie. En otras de las incorporaciones anteriores, un paso adicional puede ser practicado de seleccionar el valor resistente del primer número predeterminado de resistores de montaje de superficie para ser esencialmente el mismo valor resistente que aquel del segundo número predeterminado de resistores de montaje de superficie.

La metodología de ejemplo presente adicional involucra un método para proporcionar un suministro de energía autoprotegido para un dispositivo de metrología electrónico que involucra los pasos de proporcionar un dispositivo de protección de surgimiento configurado para la conexión a un suministro de red de electricidad de energía con el cual está asociado el dispositivo de metrología electrónico, conectar un suministro de energía autoprotegido a tal dispositivo protector de surgimiento, y conectar un regulador de voltaje configurado para la conexión a un dispositivo de metrología electrónico asociado, los electrónicos de los cuales van a ser activados por el suministro de energía autoprotegido mientras que el dispositivo de metrología electrónico determina las mediciones basadas sobre el suministro de red de electricidad de energía. Además, de acuerdo con ciertas incorporaciones de tal metodología, los valores resistentes de tales resistores de montaje de superficie pueden ser seleccionados con dependencia sobre características seleccionadas del suministro de red de electricidad de energía y el dispositivo de metrología electrónico.

Las incorporaciones adicionales de la presente materia específica, no necesariamente expresadas en la sección resumida, pueden incluir e incorporar varias combinaciones de aspectos de características, componentes o pasos referidos en los objetivos resumidos anteriormente, y/u otras características, componentes, o pasos como se discute de otra manera en esta solicitud. Aquellos con una habilidad ordinaria en el arte apreciarán mejor las características y aspectos de tales incorporaciones y otras, con revisión del resto de la descripción.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Una descripción completa y habilitante de la presente materia específica, incluyendo el mejor modo de la misma, dirigida a uno con una habilidad ordinaria en el arte, se establece en la especificación, la cual hace referencia a las figuras anexas en las cuales: la figura 1 es una ilustración de diagrama esquemático de una incorporación de ejemplo de una parte de resistor para caída de voltaje de un suministro de energía de acuerdo con la presente materia específica; la figura 2 es una ilustración de diagrama esquemática de un regulador de voltaje de ejemplo de acuerdo con la presente materia específica para el uso, por ejemplo, con la parte de resistor de caída de voltaje de ejemplo de la figura 1 del presente suministro de energía; y la figura 3 es un diagrama de bloque que ilustra una configuración de ejemplo de un suministro de energía auto protector de acuerdo con la presente materia específica.

La repetición del uso de caracteres de referencia a través de la presente descripción y de los dibujos anexos se intenta para representar las mismas o análogas características, elementos o pasos de la presente materia específica.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS INCORPORACIONES PREFERIDAS Como se describió en la breve síntesis de la sección de invención, la presente materia específica se refiere particularmente a un sistema de suministro de energía auto protector y a la metodología para activar los sistemas de metrología electrónicos asociados con los medidores eléctricos. De acuerdo con la presente materia específica, el suministro de energía eléctrica puede ser implementado principalmente desde los componentes de montaje de superficie montados sobre un tablero de circuito impreso. El suministro de energía mismo por ejemplo puede incluir una pluralidad de resistores configurados en serie-combinaciones paralelas acopladas, junto con un par de diodos rectificadores a un diodo Zener y el capacitor de almacenamiento conectado en paralelo.

Con referencia específica a la figura 1, el suministro de energía, el cual puede ser denotado como una configuración de resistor para caída de voltaje, puede de acuerdo con la presente materia específica ser conectado directamente a una red de electricidad AC 50. En una incorporación de ejemplo, la red de electricidad AC 50 pueden corresponder a tal como una fuente de corriente alterna (AC) de 240 voltios (V) ; sin embargo, esto no es una limitación a la presente materia específica ya que varios componentes del suministro de energía (como se entenderá muy bien por aquellos con una habilidad ordinaria de la descripción que se da) , pueden ser configurados para permitir la operación a niveles de fuente de voltaje alternos. Tales niveles alternos pueden ser más bajos, por ejemplo a 110V AC, o superiores como se requiera por la disponibilidad de fuente y la carga asociada y/o la metrología para la cual el suministro de energía va a ser para suministrar voltaje de operación.

Como puede verse más particularmente del ejemplo de la figura 1, el suministro de energía de resistor para caída de voltaje puede hacer uso de una pluralidad de resistores respectivos 10 a 34, configurados en combinaciones paralelas-en serie. Dentro de las combinaciones paralelas-en serie pueden existir por ejemplo tres grupos de tres resistores conectados en paralelo. En la incorporación de ejemplo ilustrada, esos grupos pueden comprender los resistores 10, 20 y 30, los resistores 12, 22 y 32 y los resistores 18, 24 y 34. Además, en tal configuración de ejemplo, cada resistor corresponderá a resistores valuados idénticamente.

En la configuración de ejemplo diseñada para usarse con una fuente de red de electricidad 50 proporcionado AC de 240V, los resistores individuales de los tres grupos de resistores conectados en paralelo pueden cada uno corresponder a resistores de 20Kohm. Como debe ser evidente para aquellos con una habilidad ordinaria en el arte de la totalidad de la presente descripción, la combinación en paralelo-en serio como se ilustró en la figura 1 de los grupos valuados idénticamente de resistores serán colectivamente configurados así proporcionan un valor de resistencia en serie efectivo (por ejemplo equivalente) a el valor de componente individual común, por ejemplo una resistencia en serie efectiva, en este caso de ejemplo de 20Kohms.

Deberá ser también fácilmente evidente para aquellos con una habilidad ordinaria en el arte que otras combinaciones en paralelo-en serie de resistores pueden usarse de acuerdo con la presente materia específica para efectuar combinaciones resistentes similares. Como ejemplos no limitantes, dos grupos de dos resistores, cuatro grupos de cuatro resistores o cinco grupos de cinco resistores, así como otras configuraciones, generalmente representadas como grupos "N" x "N" pueden ser empleadas. Un aspecto significativo para la selección de las combinaciones es la cantidad de energía que puede ser disipada de una fuente de energía acoplada al suministro de energía, como se discutió más completamente abajo.

Con referencia adicional a la figura 1, se verá que el suministro de energía de resistor para caída de voltaje además incluye un par de diodos 40 y 42 conectados en serie dentro de la configuración en paralelo-en serie de los resistores. Conectados en paralelo con los diodos 40 y 42, están los resistores 14 y 16 que pueden ser resistores de valor alto y funcionan como resistores de ecualización dentro del suministro de resistor para caída de voltaje. En una configuración de ejemplo, los resistores 14 y 16 cada uno corresponden a los resistores lMohm.

Finalmente, la parte de resistor para caída de voltaje de un suministro de energía de acuerdo con la presente materia específica incluye un diodo Zener 52 y un capacitor de almacenamiento conectado en paralelo 54. Juntos, el diodo Zener 52 y el capacitor 54 establecen (por ejemplo fijan) y proporcionan en la terminal 60 un valor de voltaje de operación de entre tanto para ser aplicado a la salida de una parte reguladora de voltaje del suministro de energía (discutido más completamente con referencia a la figura 2) . En la configuración de ejemplo ilustrada en la figura 1, el diodo Zener 52 puede ser seleccionado por ejemplo para proporcionar un voltaje de suministro de energía de entre tanto de 22 voltios. Como se notó previamente, el suministro de energía de resistor para caída de voltaje de la presente tecnología puede ser configurado para operar a cualquiera de un número de niveles de voltaje de entrada (y a varios voltajes de salida también) . El ejemplo específico anterior ilustró un nivel de voltaje de entrada de AC de 24OV que resultó en la selección de un valor de resistor de 24Kohm para el uso en un circuito de combinación en serie-en paralelo.

Más generalmente de acuerdo con la presente materia específica, el valor escogido para el elemento de resistor depende del valor de voltaje de la fuente de voltaje de entrada y del nivel de corriente requerido para operar la metrología electrónica con la cual va a estar asociado el suministro. En el caso por ejemplo en donde la fuente de entrada puede ser AC de 110V, el valor de resistor puede ser seleccionado para ser de lOKohms. Una fórmula general para determinar la corriente que debe estar disponible de acuerdo con la presente materia específica para operar la metrología del medidor eléctrico cuando se usó en un sistema de voltaje de red de electricidad AC de 240V se da como sigue T En donde VAC240Vrms corresponde al voltaje de fuente de entrada, Vdiodo es la caída de voltaje a través de los diodos de rectificador 40 y 42 y R^^cit^ s el valor de los elementos de resistor individuales de los tres grupos de ejemplo de tres resistores.

Más generalmente, este último "valor" (como se toma de los elementos de resistor individuales) pueden ser jalados desde alguna otra combinación "N" x "N" como puede usarse en ciertas incorporaciones de acuerdo con la presente materia específica. En el caso específico ilustrado anteriormente, puede ser proporcionada una corriente disponible de 4.82mA (como se mostró por el cálculo de ejemplo indicado aquí abajo) .

Vm¡ . ( +2*V^ x 21Q t /? (22 + 1.2)* / = _Z 2 = 1 =A.i2mA o"3""* p'R cam do z*t,v ;r*20*10J Con respecto ahora a la figura 2, un diagrama esquemático de un regulador de voltaje de ejemplo para usarse con la presente tecnología se discutirá. Como se discutió previamente, la parte de resistor para caída de voltaje del suministro de energía de acuerdo con la presente tecnología está configurada para proporcionar un voltaje de salida de entretanto que puede en una configuración de ejemplo establecerse a alrededor de CD de 22V para ser aplicada a una entrada de un regulador de voltaje electrónico. En una configuración de ejemplo, el regulador de voltaje electrónico puede corresponder al regulador de voltaje de caída baja (LDO) proporcionado en la forma de un dispositivo de circuito integrado 70. En tal configuración de ejemplo, por ejemplo, en donde la entrada al regulador de voltaje 70 en la terminal 60 es DC de 22V, tal regulador de voltaje 70, en conjunción con un transitor de salida de nivel de energía media 80 está configurado para proporcionar una carga de nivel bajo continua que puede corresponder en tal incorporación de ejemplo a aproximadamente 2mA y, por periodos cortos de tiempo, una carga significativamente superior sobre el orden de 350mA por alrededor de 25mS cada pocos minutos.

Con relación específica al regulador de voltaje de ejemplo ilustrado en la figura 2, LDO 70 es suministrado con un voltaje de entrada de entre tanto por vía de la terminal 60 desde la parte de resistor para caída de voltaje del suministro de energía, y entonces a su vez suministra un voltaje de salida regulado en la terminal 82 que puede corresponder a aproximadamente DC de 3.4V (basado sobre la incorporación específica de ejemplo descrita anteriormente) . Tal voltaje de salida regulado está ordenado al nivel deseado a través de la interrelación de un par de resistores de retrosuministro 66 y 68. Al mismo tiempo, un par de capacitores 62 y 64 proporciona un control de voltaje transitorio para tal voltaje de salida regulador 82.

Con referencia ahora a la figura 3, la operación global del suministro de energía de la presente tecnología así como otra característica del mismo (las capacidades de auto-protección) se discutirán. Como se ilustró en la figura 3, el suministro de energía de la presente tecnología puede verse como un suministro auto-protector en que las partes componentes del suministro están diseñadas para en forma segura soportar surgimientos (por ejemplo sobrevivir) que puedan ser típicamente esperados para ocurrir en el ambiente de operación de un medidor eléctrico con el cual puede estar asociado el suministro de energía.

En una incorporación de ejemplo del suministro de energía de acuerdo con la presente tecnología, un módulo de metrología de medidor eléctrico y tal suministro de energía asociado puede ser diseñado para soportar ambos surgimientos de alto voltaje y transitorios. En una configuración de ejemplo los surgimientos de voltaje de hasta 6KV pueden ser acomodados. Como se mostró en la figura 3, la protección completa es proporcionada por la presente materia específica a través del uso de un suministro de energía montado en tablero y un supresor transitorio de óxido de metal externo (MOV) 90 conectado a través del suministro de voltaje de entrada 50.

En una incorporación de ejemplo, el MOV externo 90 puede desviar los surgimientos con niveles de surgimiento arriba de 1.5KV hasta alrededor de 6KV. El suministro de-energía de ejemplo 100 está diseñado para sostener surgimientos de hasta 1.5KV por aproximadamente IOO14S mientras que siempre se proporciona un voltaje regulador DC de, en una configuración de ejemplo, a alrededor de DC de 3.4V. Todos los componentes montados sobre el tablero de circuito son componentes de montaje de superficie que reducen el espacio de tablero y remueven el de otra manera proceso usado a través de orificio durante la fabricación, reduciendo por tanto el tiempo de ciclo.

Los componentes que controlan el voltaje de surgimiento son la porción de resistor de caída de voltaje (por ejemplo, escalera) 110 que corresponde a los tres grupos de resistor 10, 20 y 30; 12, 22 y 32; y 18, 24 y 34 (figura 1) , los diodos de rectificación de onda media 40, 40 y el diodo Zener 52.

Durante una parte positiva de la forma de onda de salida desde la fuente de entrada 50, ambos los diodos 40 y 42 del rectificador de onda media 120 están en un modo de conducción y una pulsación de surgimiento puede ser absorbida por la parte de resistor de caída de voltaje 110 y el diodo Zener dentro del elemento representativo 130 (cuyo diodo Zener es el elemento 52 de la figura 1) , y como un resulto el resto del circuito es protegido. Durante una parte negativa de la forma de onda de salida desde la fuente de entrada 50, ambos diodos 40 y 42 del rectificador de onda media 120 son bloqueados y la pulsación de surgimiento puede ser absorbida complementa por los diodos 40 y 42 y de nuevo el resto del circuito es protegido. Durante la parte positiva del surgimiento, la corriente de surgimiento máxima que deben soportar la parte de resistor para caída de voltaje (o escalera) 110 y el Zener 52 (parte del elemento 130) es calculado con la fórmula dada abajo: ^ 1500 -1-340 „ t = 92m? R 20*10J En una incorporación de ejemplo de acuerdo con la presente tecnología, la energía disipada en la escalera de resistor 110 durante un surgimiento 1.5KV, lOOuS es de 170W para la red de resistor completa como se representó y se explicó por la ecuación dada abajo, y es de alrededor de 19W para cada resistor .

P - ^"-* V -t" )2 = ] 500 + ^°^ = 11W El diodo Zener 52 tiene que disipar aproximadamente 2W para lOOuS como se representó y explicó por la ecuación que se da abajo ^_ = v— *' . = 22-92-10-» =2> Durante la onda sinusoidal negativa, los diodos 40 y 42, cada uno calificados a lkV, bloquean el voltaje de surgimiento. Los resistores 14 y 16 dividen el surgimiento igualmente entre los diodos 40 y 42. Por tanto, el suministro de energía solo es capaz de soportar surgimientos de hasta 1.5kV durante lOOuS. Como se entiende por aquellos con una habilidad ordinaria en el arte de la descripción dada aquí, incluyendo las ilustraciones, las características representativas como se mostró en la figura 3 corresponden con la parte reguladora de voltaje de la presente materia específica de suministro de energía más completamente ilustrada y discutida en conjunción con la figura 2 ahí. También, se entenderá que el nodo de salida representativo 200 de la figura 3 tiene las mismas características como se lograron en el nodo de salida 82, ilustrado en la figura 2.

Aún cuando la materia específica presente se ha descrito en detalle con respecto a las incorporaciones de la misma, se apreciará por aquellos expertos en el arte, lograr un entendimiento de lo anterior que pueden fácilmente producirse alteraciones, variaciones y equivalentes en tales incorporaciones. Por tanto, el alcance de la presente descripción es por vía de ejemplo más bien que por vía de limitación, y la descripción específica no precluye la inclusión de tales modificaciones, variaciones y/o adiciones a la presente materia específica como será en tal forma evidente a uno con una habilidad ordinaria en el arte.

Claims (26)

R E I V I N D I C A C I O N E S

1. Un suministro de energía auto-protegido que comprende : una parte de resistor para caída de voltaje; una parte rectificadora de onda media operativamente asociada con la parte de resistor para caída de voltaje; y una parte de abrazadera de voltaje; en donde dicha parte de resistor para caída de voltaje incluye n grupos conectados en serie de resistores, y n resistores conectados en paralelo con cada uno de dichos grupos de resistores; y en donde n>2.

2. Un suministro de energía auto-protegido tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque comprende además : una parte de capacitor; y en donde dicha parte de capacitor está acoplada en paralelo con dicha parte de abrazadera de voltaje.

3. Un suministro de energía auto-protegido tal y como se reivindica en la cláusula 2, caracterizado porque además comprende : una parte de regulador de voltaje que tiene una parte de entrada y una parte de salida; y en donde dicha parte de entrada de dicha parte reguladora de voltaje está acoplada a dicha parte de capacitor.

4. Un suministro de energía auto-protegido tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque dicha parte de rectificador de media onda comprende un par de diodos conectados en serie.

5. Un suministro de energía auto-protegido tal y como se reivindica en la cláusula 4, caracterizado porque además comprende : un par de resistores conectados en serie para la ecualización acoplada en paralelo con dicho par de diodos.

6. Un suministro de energía auto-protegido tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque dichos n resistores conectados en paralelo dentro de cada uno de dichos grupos de resistores de dicha parte de resistor para caída de voltaje comprende resistores de montaje de superficie.

7. Un suministro de energía auto-protegido tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque cada uno de dichos n resistores dentro de cada una de n grupo conectado en serie de resistores tiene esencialmente el mismo valor resistente.

8. Un suministro de energía auto-protegido tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque dicha parte de abrazadera de voltaje incluye un diodo Zener.

9. Un sistema de suministro de energía para proporcionar un suministro de energía auto-protegido para usarse con medidores de lectricidad electrónicos, que comprende : una parte de resistor para caída de voltaje que comprende una pluralidad de componentes resistentes montados en superficie, dicha parte de resistor para caída de voltaje teniendo una entrada para el mismo asociada con una red de electricidad AC la cual a su vez está asociada con un medidor de electricidad electrónico con el cual dicho suministro de energía es usado; una parte de rectificador de onda media asociado operativamente con dicha parte de resistor para caída de voltaje para proporcionar una salida de voltaje DC teniendo un voltaje relativamente más bajo que el voltaje de la red de electricidad AC asociada; y una parte de protección de surgimiento, operativamente interpuesta entre la red de electricidad AC y dicha parte de resistor de caída de voltaje; por lo que cualquier surgimiento de energía es distribuido relativamente sobre dicho sistema de suministro de energía para lograr los niveles deseados de protección para el medidor de electricidad electrónico asociado mientras que un suministro DC de voltaje relativamente más bajo es obtenido de una conexión directa a una fuente de red de electricidad AC de voltaje mucho muy superior sin requerir el uso de capacitores o transformadores de acoplamiento, mientras que también se proporciona una reducción general en los requerimientos de área de superficie de tablero de circuito resultando por tanto en una construcción global relativamente compacta.

10. Un sistema de suministro de energía tal y como se reivindica en la cláusula 9, caracterizado porque además incluye una parte reguladora de voltaje, interpuesta operativamente entre dicha parte de rectificador de media onda y el medidor de electricidad electrónico asociado.

11. Un sistema de suministro de energía tal y como se reivindica en la cláusula 9, caracterizado porque dicha parte de resistor para caída de voltaje comprende n grupos conectados en serie de resistores, y n resistores conectados en paralelo dentro de cada uno de dichos grupos de resistores; y En donde n > 2

12. Un suministro de energía auto-protegido tal y como se reivindica en la cláusula 11, caracterizado porque cada uno de dichos n resistores dentro de cada uno de dichos grupos n conectados en serie de resistores tiene esencialmente el mismo valor resistente.

13. Un método para proporcionar un suministro de energía auto-protegido para usarse con medidores de electricidad electrónicos, que comprende los pasos de: conectar un primer número predeterminado de resistores de montaje de superficie en paralelo con una entrada común para los mismos; conectar un segundo número predeterminado de resistores de montaje de superficie en paralelo a una salida común para los mismos; y conectar un rectificador en serie de media onda entre dicho primer número predeterminado de resistores de montaje de superficie y dicho segundo número predeterminado de resistores de montaje de superficie, por lo que una fuente de voltaje AC relativamente superior asociada con dicha entrada común a dicho primer número predeterminado de resistores de montaje de superficie puede ser reducida a un voltaje DC de voltaje relativamente más bajo para suministrar a los electrónicos de un medidor de electricidad electrónico asociado con el suministro de energía auto-dirigido.

14. Un método tal y como se reivindica en la cláusula 13, caracterizado porque comprende además el paso de: seleccionar el número de dicho primer número predeterminado de resistores de montaje de superficie para ser igual al número de dicho segundo número predeterminado de resistores de montaje de superficie.

15. Un método tal y como se reivindica en la cláusula 13, caracterizado porque comprende el paso de: seleccionar el valor de resistencia de dicho primer número predeterminado de resistores de montaje de superficie para ser esencialmente igual al mismo valor de resistencia que aquel del segundo número predeterminado de resistores de montaje de superficie.

16. Un método tal y como se reivindica en la cláusula 14, caracterizado porque comprende los pasos de: conectar operativamente una abrazadera de voltaje con dicho segundo número predeterminado de resistores de montaje de superficie; y conectar un capacitor de almacenamiento en paralelo con dicha abrazadera de voltaje.

17. Un método tal y como se reivindica en la cláusula 16, caracterizado porque comprende el paso de: conectar un regulador de voltaje a dicha salida común asociada con dicho segundo número predeterminado de resistores de montaje de superficie.

18. Un método tal y como se reivindica en la cláusula 13, caracterizado porque dicho paso de conexión de un rectificador de media onda en serie entre dicho primer número predeterminado de resistores de montaje de superficie y dicho segundo número predeterminado de resistores de montaje de superficie comprende conectar un par de diodos conectados en serie entre dicho primero y segundo números predeterminados de resistores de montaje de superficie.

19. Un método tal y como se reivindica en la cláusula 18, caracterizado porque comprende el paso de conectar un par de resistores conectados en serie en paralelo con dicho par de diodos conectados en serie.

20. Un método para proporcionar un suministro de energía auto-protegido para un dispositivo de metrología electrónica que comprende los pasos de: proporcionar un dispositivo protector de surgimiento configurado para la conexión a un suministro de red de electricidad con el cual está asociado el dispositivo de metrología electrónico; conectar un suministro de energía auto-protegido a dicho dispositivo protector de surgimiento; y conectar un regulador de voltaje configurado para la conexión a un dispositivo de metrología electrónico asociado, los electrónicos de los cuales van a ser activados por el suministro de energía auto-protegido mientras que el dispositivo de metrología electrónico determina mediciones basadas sobre el suministro de red de electricidad.

21. Un método tal y como se reivindica en la cláusula 20, caracterizado porque el paso de conectar un suministro de energía auto-protegido a dicho dispositivo protector de surgimiento comprende los pasos de: conectar un primer número predeterminado de resistores de montaje de superficie en paralelo; conectar un segundo número predeterminado de resistores de montaje de superficie en paralelo; conectar un rectificador de media onda en serie entre dicho primer número predeterminado de resistores de montaje de superficie y dicho segundo número predeterminado de resistores de montaje de superficie; y interconectar operativamente dicho primer número predeterminado de resistores de montaje de superficie con dicho dispositivo protector de surgimiento.

22. Un método tal y como se reivindica en la cláusula 21, caracterizado porque comprende el paso de seleccionar un primer número predeterminado que va a ser igual al segundo número predeterminado .

23. Un método tal y como se reivindica en la cláusula 22, caracterizado porque comprende además el paso de seleccionar los valores de resistencia de dichos resistores de montaje de superficie con dependencia a características seleccionadas del suministro de red de electricidad y el dispositivo de metrología electrónico.

24. Un método tal y como se reivindica en la cláusula 21, caracterizado porque el paso de conexión de un rectificador de media onda en serie entre dicho primer número predeterminado de resistores de montaje de superficie a dicho segundo número predeterminado de resistores de montaje de superficie comprende conectar un par de diodos conectados en serie entre dichos números primero y segundo predeterminados de resistores de montaje de superficie.

25. Un método tal y como se reivindica en la cláusula 24, caracterizado porque comprende los pasos de: Interconectar operativamente un abrazadera de voltaje con dicho segundo número predeterminado de resistores de montaje de superficie; y conectar un capactitor de almacenamiento en paralelo con dicha abrazadera de voltaje.

26. Un método tal y como se reivindica en la cláusula 24, caracterizado porque comprende el paso de conectar un par de resistores conectados en serie en paralelo con dicho par de diodos conectados. R E S U M E N Se proporciona un sistema de suministro de energía y la metodología correspondiente para proporcionar un suministro de electricidad auto-protegido para usarse con medidores de electricidad electrónicos. Las características de auto-protección son proporcionadas en parte, a través del uso de componentes de resistencia montados en superficie que corresponden a una parte de resistor para caída de voltaje del suministro de electricidad. El uso de los componentes de montaje de superficie también proporciona una reducción general en los requerimientos de área de superficie de tablero de circuito proporcionando por tanto una construcción global compacta y proporciona economías con respecto a la reducción en los pasos de proceso de fabricación. Cuando el divisor de montaje de superficie está configurado junto con un rectificador de media onda, un suministro DC de voltaje bajo es obtenido de una conexión directa a una fuente de red de electricidad AC de voltaje superior sin requerir el uso de transformadores o capacitores de acoplamiento. Los voltajes de salida plurales pueden ser proporcionados y el filtrado capacitivo pueden ser asociado con las salidas. El uso de un divisor de resistor de montaje de superficie en combinación con los elementos de protección de surgimiento ayuda a distribuir cualquier surgimiento de electricidad sobre el suministro de electricidad, lo cual facilita el uso de dispositivos de protección de surgimiento menos robustos para lograr los niveles de protección deseados.