MXPA01011485A - Sistema de suministro de energia basado en una linea telefonica. - Google Patents

Abstract

La invencion se relaciona con el sistema de suministro de energia para una carga (40) basado en una linea telefonica y que comprende lo siguiente: un rectificador (1) conectado a la linea, un capacitor (C) el cual es alimentado en serie por el rectificador (1) con un primer conmutador (5); un elemento de almacenamiento recargable tal como una bateria (BAT) la cual esta conectada en serie al rectificador (1) con un segundo conmutador (11); un suministro de energia de conmutacion (CD-CD), mediante el cual la carga es conectada a la salida del suministro de energia de conmutacion; y un microcontrolador con un conector de la terminal de suministro el cual esta conectado al capacitor y que puede ser conectado al conector de la terminal de la bateria por medio de un tercer conmutador (13), por lo que el microcontrolador comprende medios para detectar los estados del sistema y para controlar el primer, segundo y tercer conmutadores y el suministro de energia de conmutacion.

Description

SISTEMA DE SUMINISTRO DE ENERGÍA BASADO EN UNA LINEA TELEFÓNICA CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con el suministro eléctrico de dispositivos conectados a una línea telefónica.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Permanentemente existe un voltaje a través de una línea telefónica y de este modo es tentador para los usuarios de circuitos acoplados a la línea telefónica utilizar la energía disponible sobre líneas telefónicas para administrar a los dispositivos que desean acoplar a la línea. Sin embargo, esto hace surgir problemas debido a que los administradores de la red telefónica imponen un consumo muy bajo sobre la línea. En Francia, por ejemplo los teléfonos públicos deben ser capaces de operar con un máximo de energía de 150 mW. De este modo, para suministrar una carga desde una línea telefónica, se ha dispuesto arreglar a través de un rectificador conectado a la línea telefónica un capacitor de valor muy alto (por ejemplo, de 10 a varios cientos de faradios) que se pretende almacene energía para una carga. Sin embargo, esta solución conduce a utilizar capacitores de dimensiones muy grandes los cuales son caros y voluminosos. Además, el tiempo de carga inicial de tal capacitor desde un estado completamente descargado es muy largo. De este modo tales suministros son raramente utilizados. Un objeto de la presente invención es proporcionar un sistema para suministrar una carga desde una línea telefónica, la cual es particularmente simple, que permite almacenar una energía significativa y suministrar una energía significativa aún en periodos pico sin exceder las restricciones de la línea telefónica.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN La presente invención se aplica de manera más específica a dispositivos tales como máquinas contestadoras, telealarmas, sistemas de telemetría, moduladores/desmodulares (módems), terminales de pago, teléfonos de pago con tarjeta, u otros. Para lograr este objeto, la presente invención promociona un sistema para suministrar una carga desde una línea telefónica que incluye un rectificador conectado a través de la línea; un capacitor suministrado por el rectificador, en serie con un primer conmutador; una batería recargable conectada a través del rectificador en serie con un segundo conmutador; un suministro de energía de modo conmutado, estando la carga conectada a la salida del suministro de energía de modo conmutado; y un microcontrolador, la terminal de suministro del cual está conectada al capacitor y que puede estar conectada a la terminal de la batería vía un tercer conmutador, el microcontrolador incluye medios para detectar los estados del sistema y para controlar especialmente el primer, segundo y tercer conmutadores y el suministro de energía de modo conmutado. De acuerdo a una modalidad de la presente invención, el capacitor está en serie con un limitador de corriente. De acuerdo a una modalidad de la presente invención, el microcontrolador está también conectado a un circuito de detección de timbrado. De acuerdo a una modalidad de la presente invención, el microcontrolador está conectado además a un sistema de detección de inversión de la polaridad. De acuerdo a una modalidad de la presente invención, el microcontrolador está conectado además a un detector de corte de la línea. De acuerdo a una modalidad de la presente invención, el microcontrolador está asociado con un sistema para estampar el tiempo. De acuerdo a una modalidad de la presente invención, el suministro de energía de modo conmutado incluye en su salida una conexión a tierra distinta de su conexión a tierra de entrada.

De acuerdo a una modalidad de la presente invención, el microcontrolador controla la acción del limitador en serie con el capacitor. De acuerdo a una modalidad de la presente 5 invención, el microcontrolador controla la carga de la batería únicamente una vez que el capacitor está completamente cargado.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS 10 Los objetos, características y ventajas anteriores de la presente invención serán discutidos con detalle en la siguiente descripción no limitante de las modalidades específicas con relación a los dibujos acompañantes. La Figura 1 muestra muy esquemáticamente un sistema 15 de suministro de acuerdo a la presente invención; La Figura 2 muestra con un poco de más detalle pero esquemáticamente aún, un sistema de suministro de acuerdo a la presente invención. 20 DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS DE LA INVENCIÓN En los dibujos, las líneas completas representan trayectorias de corriente de suministro y las líneas 25 punteadas representan trayectorias de señales de control.

Como se ilustra en la Figura 1, la presente invención se aplica a una línea telefónica L. Un rectificador, por ejemplo, un puente de diodo 1 está conectado a través de esta línea telefónica. La terminal positiva del puente está conectada a un capacitor C en serie con un conmutador electrónico 5 que tiene su segunda terminal conectada a la terminal negativa del puente, y posiblemente con un dispositivo limitador de corriente 3. Un capacitor C tiene una capacitancia promedio, menor de 0.1 F, por ejemplo, que varía entre 10,000 y 100,000 µF. Una resistencia de fuga de alto valor 7 está conectada entre la segunda terminal del capacitor C y la terminal negativa del puente. La terminal de control del conmutador 5 es controlada por un microcontrolador µC. La terminal positiva del capacitor está conectada a la terminal de suministro del microcontrolador µC. Esta terminal positiva está conectada vía un conmutador 9 a una terminal de suministro 10 del sistema a un voltaje Ve. El conmutador 9 es controlado por una salida del microcontrolador. Los conmutadores 5 y 9 están normalmente apagados. De este modo, tan pronto el sistema es conectado a la línea telefónica, el capacitor C carga via el limitador de corriente 3 o vía la resistencia de fuga 7 si el limitador de corriente no opera en ausencia del control del microcontrolador. Tan pronto el voltaje a través del capacitor se vuelve suficiente, el microcontrolador es suministrado y controla, por un lado, al limitador y por el otro lado, al conmutador 5, de modo que el capacitor carga a un voltaje determinado. Por ejemplo, el microcontrolador comienza a operar tan pronto el voltaje Ve excede de 1.8 voltios, después de lo cual este microcontrolador maneja al conmutador 5 y/o el limitador 3, de modo que el voltaje a través del capacitor C sea ligeramente menor de 7 voltios. La terminal 10 está también conectada a un convertidor de CD/CD, por ejemplo, un suministro de energía de modo conmutado de CD/CD. El suministro de modo conmutado es controlado por el microcontrolador y suministra una carga L. De acuerdo a una ventaja del uso de tal suministro de energía de modo conmutado, éste puede incluir principalmente una conexión a tierra Gl del sistema de suministro y del microcontrolador y en segundo lugar una conexión a tierra G2 de la carga. En lo anterior, ha sido descrito un sistema en el cual el suministro de energía es asegurado por la carga almacenada a través de un capacitor C y regulada por un microcontrolador µC como se efectúa sobre los conmutadores 5 y 9. De acuerdo al primer aspecto de la presente invención, ésta se proporciona además para asociar al sistema una batería recargable BAT conectada entre la terminal de suministro positiva del puente 1 y de la conexión a tierra Gl, en serie con un conmutador electrónico normalmente apagado 11. La terminal positiva de la batería está conectada además a la terminal 10 vía otro conmutador normalmente apagado 13. Como se observó anteriormente, el sistema es inicializado por la carga del capacitor C, el cual sigue siendo entonces la fuente de suministro del sistema principal. El microcontrolador está en particular provisto con medios para verificar la carga del capacitor. Cuando el capacitor está completamente cargado, el conmutador 11 está en posición de modo que la batería recargable cargue vía un limitador de corriente 15. Esta carga puede ser sometida a otras condiciones, por ejemplo, puede ocurrir durante horas de bajo uso de la línea telefónica. Entonces, durante la operación del sistema, el microcontrolador manejará el encendido del conmutador 13 y posiblemente el apagado del conmutador 9 cuando la carga necesite un pico de energía. El sistema de acuerdo al primer aspecto de la presente invención tiene muchas ventajas en comparación con el uso de un capacitor de almacenamiento únicamente o de una batería únicamente. Con respecto a un sistema que incluye únicamente una batería, el hecho de utilizar un capacitor de capacitancia promedio permite hacer arrancar rápidamente el sistema. Por otro lado, el hecho de que el microprocesador sea suministrado inicialmente por el capacitor permite que la carga de la batería ocurra bajo el control del microcontrolador, el cual actuará sobre el conmutador 11 para obtener una carga ideal, la cual garantiza un tiempo de vida prolongado para una batería recargable. Otra ventaja del sistema compuesto es que el sistema se mantiene operando si la batería está descargada o, como se observó anteriormente, si la batería no es inicialmente cargada. Otra ventaja es que, en el caso de una falla de la línea telefónica, ésta puede ser detectada por el microcontrolador, el cual inmediatamente aisla al capacitor y fija todo el sistema para estar listo bajo el único suministro de la batería y/o capacitor. De manera especial, posiblemente los datos críticos almacenados en el microcontrolador puedan entonces ser conservados. La Figura 2 muestra el diagrama de la Figura 1 en forma un poco más detallada. La Figura 2 muestra: el puente de rectificación 1, el capacitor C, el limitador 3 controlado por el microprocesador, el conmutador 5 formado de un transistor MOS de N canales, la resistencia de fuga 7, el conmutador 9 formado de un transistor MOS de P canales, en serie con el diodo DI, el microcontrolador µC, el conmutador 11 formado de un transistor MOS de N canales, en serie con un diodo D2, la batería recargable BAT, - el conmutador 13 formado de un transistor MOS de P canales, en serie con el diodo D3, un convertidor de CD-CD, tal como un suministro de energía de modo conmutado, una carga o un sistema a ser suministrada L. Además, una inductancia electrónica 21 que se pretende bloquee la corriente CA y reduzca la fluctuación de voltaje, así como varios bloques de detección, por ejemplo, un bloque de detección del voltaje de timbrado 23, un bloque de detección de la inversión de polaridad tras el montaje 25, un bloque de detección de corte de línea 27, un bloque que se pretende tenga una función para estampar el tiempo 29, que ha sido mostrado en serie con el capacitor C y el limitante 3.

El bloque para estampar el tiempo en la práctica preferiblemente será una parte integral del microcontrolador. El tiempo puede ser recargado por el control manual o por señales enviadas sobre la línea telefónica. Además, el acoplamiento entre el microcontrolador y la carga puede ser efectuado vía un optoacoplador 31 para permitir el control lógico de los elementos de la carga, respetando a la vez las órdenes de aislamiento. El sistema también puede incluir un detector de la señal de timbrado, medios para recuperar la energía de timbrado, y medios para proporcionar una señal de timbrado modulable. Por supuesto, y aunque esto no ha sido mostrado, se proporcionarán medios para medir el voltaje a través del capacitor y medios para medir el voltaje a través de la batería. Esas mediciones pueden, por ejemplo, ser efectuadas periódicamente . De este modo, el sistema de acuerdo a la presente invención es un sistema particularmente flexible que permite optimizar las dimensiones de un capacitor de almacenamiento y de una batería recargable, manejando a la vez todo el sistema con un microcontrolador el cual es inicialmente suministrado bajo el efecto del capacitor y que puede entonces ser mantenido en estado cargado bajo el efecto de la batería recargable. El microcontrolador permite especialmente optimizar las condiciones de carga del capacitor y la batería. Es probable que la presente invención tenga varias alteraciones y modificaciones, las cuales se les ocurrirán a aquellos expertos en la técnica. Por ejemplo, la mayoría de las ventajas de la presente invención se conservarán si la batería es remplazada con un elemento de almacenamiento recargable tal como un capacitor de capacitancia muy alta (de más de 10 F) .

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema para suministrar una carga desde una línea telefónica (L) que incluye: un rectificador conectado a través de la línea, un capacitor (C) suministrado por el rectificador, en serie con un primer conmutador; un elemento de almacenamiento recargable tal como una batería (BAT) conectada a través del rectificador en serie con un segundo conmutador; un suministro de energía de modo conmutado (CD-CD) , estando la carga conectada al encendido del suministro de energía de modo conmutado; y un microcontrolador, la terminal de suministro del cual está conectada al capacitor y puede ser conectada a la terminal de la batería vía un tercer conmutador, incluyendo el microcontrolador medios para detectar los estados del sistema y para controlar especialmente el primer, segundo y tercer conmutadores y el suministro de energía de modo conmutado.

2. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el capacitor (C) está en serie con un limitador de corriente.

3. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el microcontrolador también está conectado a un circuito de detección de timbrado.

4. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el microcontrolador está conectado además a un sistema de detección de inversión de la polaridad.

5. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el microcontrolador está conectado además a un detector de corte de la línea.

6. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el microcontrolador está asociado con un sistema para estampar el tiempo.

7. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el suministro de energía de modo conmutado incluye en su salida una conexión a tierra (G2) distinta a su conexión a tierra de entrada (Gl).

8. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el microcontrolador controla la acción del limitador en serie con el capacitor (C) .

9. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el microcontrolador controla la carga de la batería (BAT) únicamente una vez que el capacitor (C) está completamente cargado.