BRPI0900948A2 - sistema de controle de chave eletrÈnica e método de acionamento de chave eletrÈnica - Google Patents
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Abstract
SISTEMA DE CONTROLE DE CHAVE ELETRÈNICA E MéTODO DE ACIONAMENTO DE CHAVE ELETRÈNICA. A presente invenção refere-se a uma chave eletrónica para uso geral capaz de acionar diversos tipos de cargas, a partir de um circuito de controle acoplado eletricamente a dita chave, sendo este ligado a um bloco acondicionador de tensão voltado para a alimentação do circuito de controle em pelo menos um instante de condução da presente chave. Desta forma, descreve-se um sistema de controle de chave eletrónica (10), compreendendo pelo menos uma fonte de tensão alternada (4), pelo menos uma chave eletrónica (1), pelos menos uma carga (5), pelo menos um circuito de controle (3), a fonte de tensão alternada (4) sendo associada eletricamente, através de um primeiro terminal de alimentação (20), a um primeiro terminal de condução (25) da chave eletrónica (1), um segundo terminal de condução (35) da chave eletrónica (1) sendo associável a uma carga (5), através de um primeiro terminal de carga (40), a carga (5) sendo associável a um segundo terminal de alimentação (30), através de um segundo terminal de carga (80), o circuito de controle (3) compreendendo primeiro, segundo e terceiro terminais de potencial elétrico (101,102,103), o circuito de controle (3) sendo configurado para comandar a chave eletrónica (1) através de um terminal de disparo (100), o circuito de controle (3) sendo associado eletricamente a um bloco acondicionador de tensão (200), o bloco acondicionador de tensão (200) sendo associável eletricamente à chave eletrónica (1) através de primeiro e terceiro terminais de contato elétrico (104,106) e primeiro e segundo terminais de condução (25,35) respectivamente, o bloco acondicionador de tensão (200) sendo configurado para prover uma tensão elétrica mínima (Vmin) para a operação do circuito de controle (3) em pelo menos um instante de condução da chave eletrónica (1).
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTEMA DECONTROLE DE CHAVE ELETRÔNICA E MÉTODO DE ACIONAMENTO DE CHAVE ELETRÔNICA".
A presente invenção refere-se a um sistema de controle de cha-ve eletrônica para uso geral, capaz de acionar diversos tipos de cargas,sendo o mesmo imune a ruídos e transitórios da rede de alimentação, alémde ser formado a partir de um circuito de controle acoplado eletricamente adita chave. O circuito de controle é ligado a um bloco acondicionador de ten-são voltado para a alimentação do referido circuito em pelo menos um ins-tante de condução da presente chave.
A presente invenção faz referência ainda a um método de acio-namento de chave eletrônica voltado para o controle da mesma conforme osensinamentos da presente invenção.
Descrição do Estado Da Técnica
Os conhecidos dispositivos de controle de corrente alternadafornecida a uma determinada carga, e que são capazes de executar umafunção de forma autônoma, são tipicamente constituídos por dispositivoseletromecânicos do tipo relê, ou ainda por chaves de estado sólido tipo TRI-AC.
Tais dispositivos podem ser associados a um circuito eletrônicode comando que necessita, muitas vezes, de uma fonte de alimentação comcapacidade de corrente suficiente para ativar a dita chave ou dispositivo ele-tromecânico.
Tal fonte de alimentação é normalmente ligada a própria tensãoda rede, a fim de prover a corrente necessária, ao longo do tempo, para ocircuito eletrônico de comando, nos momentos de condução e bloqueio dareferida chave, de tal modo que a mesma corrente seja suficiente para que ocircuito eletrônico de comando se mantenha operante.
Todavia, muitas vezes a mencionada fonte de alimentação deveser dimensionada para prover uma corrente relativamente elevada, da or-dem de milésimos, até centésimos de unidade de corrente, apresentando umarranjo no qual os seus terminais estão conectados diretamente aos doisterminais da rede de alimentação de corrente alternada.
Este tipo de conexão faz com que a fonte de alimentação em-pregue componentes dimensionados para prover o elevado nível de correnteacima citado, além de expor a dita fonte à tensão proveniente da rede e atodos os transitórios e picos de tensão típicos de uma alimentação domésti-ca, demandando ainda o dimensionamento adequado e o uso de componen-tes de proteção para evitar a danificação deste circuito. Tal solução tornaeste dispositivo mais caro e complexo.
Algumas técnicas anteriores procuram oferecer uma chave ele-trônica capaz de controlar determinadas cargas. A patente norte-americanaUS 4878010 revela uma chave eletrônica e um circuito de comando alimen-tados pela tensão residual presente na dita chave. A configuração propostano documento acima, além de prover um arranjo eletrônico dotado de umnúmero elevado de componentes, dispõe de um circuito substancialmentemais oneroso face à presente invenção.
Adicionalmente, tal documento US 4878010 não refere-se aouso de um sistema e método de controle de chave eletrônica eficiente e ca-paz de eliminar ruídos e eventuais transitórios da rede de alimentação, talcomo proposto na presente invenção detalhada mais adiante.
Um outro exemplo do estado da técnica refere-se ao arranjodescrito na patente US 4274045, cuja solução para controle de uma chaveeletrônica ainda oferece inconvenientes técnicos e econômicos, quandocomparada à presente invenção.
O documento norte-americano US 6396724 descreve uma fontede tensão contínua. Tal fonte é capaz de fornecer uma tensão elétrica míni-ma para operação de um circuito eletrônico qualquer, quando este requeruma baixa potência de funcionamento. A patente US 6396724 não revela,por sua vez, uma aplicação especialmente voltada para a alimentação de umcircuito de controle aplicado no acionamento de uma chave eletrônica, talcomo proposto na presente invenção.
O pedido de patente norte-americano US 2005/0162140 apre-senta uma chave eletrônica, ou circuito de chaveamento, desenhada para ocontrole de cargas em corrente alternada, tal como uma carga indutiva.
De todo o modo, nota-se que a matéria revelado no pedido US2005/0162140 não oferece um sistema de acionamento de chave eletrônicaparticularmente vantajoso, no que se refere à imunidade a ruídos e transitó-rios da rede, conforme os ensinamentos da presente invenção.
Com base no acima exposto, tem-se que o presente sistema emétodo de controle de chave eletrônica oferece um controle mais eficiente erobusto para a dita chave, quando comparada às técnicas anteriores, alémde fazer uso de um número reduzido de componentes para a implementaçãodo referido sistema.
Objetivos da Invenção
Um primeiro objetivo da presente invenção é propor um sistemade acionamento de chave eletrônica para uso geral, capaz de acionar diver-sos tipos de cargas, provendo imunidade a ruídos e transitórios da rede dealimentação, além de ser formado a partir de um circuito de controle acopla-do eletricamente a referida chave, sendo este ainda ligado a um bloco acon-dicionador de tensão voltado para a alimentação do circuito de controle empelo menos um instante de condução da chave eletrônica.
É também um objetivo da presente invenção propor um métodode acionamento de chave eletrônica voltado para o controle da mesma empelo menos um estado de condução da dita chave, conforme os ensinamen-tos da presente invenção.
Breve Descrição da invenção
Uma maneira de alcançar o objetivo da presente invenção é a-través de um sistema de controle de chave eletrônica, compreendendo pelomenos uma fonte de tensão alternada, pelo menos uma chave eletrônica,pelos menos uma carga, pelo menos um circuito de controle, a fonte de ten-são alternada sendo associada eletricamente, através de um primeiro termi-nal de alimentação, a um primeiro terminal de condução da chave eletrônica,um segundo terminal de condução da chave eletrônica sendo associável auma carga, através de um primeiro terminal de carga, a carga sendo associ-ável a um segundo terminal de alimentação, através de um segundo terminalde carga, o circuito de controle compreendendo primeiro, segundo e terceiroterminais de potencial elétrico, o circuito de controle sendo configurado paracomandar a chave eletrônica através de um terminal de disparo, o circuito decontrole sendo associado eletricamente a um bloco acondicionador de ten-são, o bloco acondicionador de tensão sendo dotado de primeiro, segundo eterceiro terminais de contato elétrico, o circuito de controle sendo associáveleletricamente ao bloco acondicionador de tensão através de segundo e ter-ceiro terminais de potencial elétrico e segundo e terceiro terminais de conta-to elétrico respectivamente, o bloco acondicionador de tensão sendo associ-ável eletricamente à chave eletrônica através dos primeiro e terceiro termi-nais de contato elétrico e dos primeiro e segundo terminais de conduçãorespectivamente, o bloco acondicionador de tensão sendo configurado paraprover uma tensão elétrica mínima para a operação do circuito de controleem pelo menos um instante de condução da chave eletrônica.
Uma segunda maneira de alcançar os objetivos da presente in-venção é através da provisão de um método de acionamento de chave ele-trônica, compreendendo uma chave eletrônica, uma fonte de tensão alterna-da, uma carga, um circuito de controle e um bloco acondicionador de tensão,o dito método compreendendo as seguintes etapas:
- medir, através do circuito de controle, uma tensão de operaçãoentre um segundo terminal de condução da chave eletrônica e um terminalde disparo da chave eletrônica;
- determinar, a partir da tensão de operação medida, se há umacorrente circulando através da carga em um primeiro instante de tempo, paraum semiciclo positivo da tensão de alimentação fornecida pela fonte de ten-são alternada;
- determinar, a partir da tensão de operação medida, se há umacorrente circulando através da carga em um terceiro instante de tempo, paraum semiciclo negativo da tensão de alimentação fornecida pela fonte de ten-são alternada;
- se a corrente determinada for substancialmente próxima dovalor zero, para um semiciclo positivo da tensão de alimentação fornecidapela fonte de tensão alternada, contar um tempo de atraso calculado desdeo primeiro instante de tempo até um segundo instante de tempo;
- se a corrente determinada for substancialmente próxima dovalor zero, para um semiciclo negativo da tensão de alimentação fornecidapela fonte de tensão alternada, contar um tempo de atraso calculado desdeo terceiro instante de tempo até um quarto instante de tempo;
- fornecer um pulso elétrico de disparo no terminal de disparo dachave eletrônica ao término da contagem do tempo de atraso;
- após transcorrido o pulso elétrico de disparo, prover uma ten-são elétrica mínima, através do bloco acondicionador de tensão, para a ali-mentação do circuito de controle quando a chave eletrônica estiver fechada,tanto no semiciclo positivo, quanto no semiciclo negativo da tensão de ali-mentação.
Breve Descrição dos Desenhos
A presente invenção será descrita a seguir em maiores detalhes,com referência aos desenhos anexos, nos quais:
figura 1 - representa uma primeira vista esquemática do sistemade controle de chave eletrônica, objeto da presente invenção;
figura 2 - representa uma segunda vista esquemática do siste-ma de controle de chave eletrônica destacando alguns blocos funcionais,conforme os ensinamentos da presente invenção;
figura 3 - representa uma terceira vista esquemática do sistemade controle de chave eletrônica, destacando os componentes do bloco a-condicionador de tensão, em uma concretização preferida, conforme os en-sinamentos da presente invenção; e
figura 4 - representa uma vista esquemática do sinais elétricoscaracterísticos da operação do presente sistema, objeto da presente invenção.
Descrição Detalhada das Figuras
A figura 1 ilustra um diagrama elétrico geral da chave eletrônica1, pertencente ao sistema de controle objeto da presente invenção.
Mais particularmente, o presente sistema compreende pelo me-nos uma fonte de tensão alternada 4, pelo menos uma chave eletrônica 1,pelos menos uma carga 5 e pelo menos um circuito de controle 3. O circuitode controle 3 é constituído, preferencialmente, por um processador digital,do tipo microcontrolador, ou ainda por um processador digital de sinais(DSP's) especialmente desenhado para a função da presente invenção.
A dita fonte de tensão alternada 4 é associada eletricamente,através de um primeiro terminal de alimentação 20, a um primeiro terminalde condução 25 da chave eletrônica 1.
A dita chave eletrônica 1 pode ser composta por um dispositivodo tipo tiristor, tal como um TRIAC, ou similares. A mesma chave eletrônica1 é dotada de um segundo terminal de condução 35, sendo este associáveleletricamente a uma carga 5, através de um primeiro terminal de carga 40. Afigura 2 mostra uma vista esquemática do sistema de controle ora proposto,destacando alguns dos seus blocos funcionais.
A figura 3, por sua vez, ilustra em detalhes a concretização pre-ferencial para a presente invenção.
Na mesma figura, nota-se que a carga 5 é associável a um se-gundo terminal de alimentação 30, através de um segundo terminal de carga80.
Adicionalmente, nota-se, a partir da figura 3, que o circuito decontrole 3 compreende primeiro, segundo e terceiro terminais de potencialelétrico 101,102,103, sendo o dito circuito de controle 3 configurado paracomandar a chave eletrônica 1 através de um terminal de disparo 100.
O circuito de controle 3 comanda a condução de corrente elétri-ca através da chave eletrônica 1 através de pulsos elétricos de disparo noterminal de disparo 100.
Uma característica importante para o presente sistema refere-seao uso de um bloco acondicionador de tensão 200, associado eletricamenteao circuito de controle 3.
O bloco acondicionador de tensão 200 é dotado, tal como mos-trado na figura 3, de primeiro, segundo e terceiro terminais de contato elétri-co 104,105,106.Preferencialmente, é possível observar ainda que o circuito decontrole 3 é associável eletricamente ao bloco acondicionador de tensão200 através de segundo 102 e terceiro 103 terminais de potencial elétrico102,103, e segundo e terceiro terminais de contato elétrico 105,106 respecti-vãmente.
Uma característica inovadora da presente invenção refere-se aofato de que o bloco acondicionador de tensão 200 é associável eletricamenteà chave eletrônica 1, através dos primeiro e terceiro terminais de contatoelétrico 104,106 e dos primeiro e segundo terminais de condução 25,35 res-pectivamente.
Em outras palavras, pode-se afirmar que o bloco acondicionadorde tensão 200 é associado eletricamente, e em paralelo, à chave eletrônica1, como ilustra a figura 2.
Tal configuração, como mencionado anteriormente, evita que odito bloco acondicionador de tensão 200 seja submetido a eventuais transi-entes e ruídos da rede de alimentação.
Cumpre salientar que, normalmente um técnico na área realiza-ria uma conexão similar para o referido bloco 200, ligando simplesmente osterminais do dito bloco diretamente nos terminais de fase e neutro da rede, oque representa, no presente pedido, ligar tal bloco 200 nos primeiro e se-gundo terminais de alimentação 20,30.
Cabe frisar que o bloco acondicionador de tensão 200 ora pro-posto é configurado para prover uma tensão elétrica mínima Vmin, para a o-peração do circuito de controle 3, em pelo menos um instante de conduçãoda chave eletrônica 1.
Adicionalmente, o bloco acondicionador de tensão 200, confor-me os ensinamentos da presente invenção, é configurado para prover umatensão elétrica mínima Vmjn para a operação do circuito de controle 3 em uminstante de bloqueio da chave eletrônica 1.
Como pode ser notado pela figura 3, o terceiro terminal de po-tencial elétrico 103 está associado eletricamente ao primeiro terminal decarga 40 da carga 5.Por outro lado, o bloco acondicionador de tensão 200 está asso-ciado eletricamente ao primeiro terminal de alimentação 20 da fonte de ten-são alternada 4 através do primeiro terminal de contato elétrico 104.
Uma característica adicional da presente invenção refere-se aofato de que, a tensão elétrica mínima Vmin é provida, a partir de uma concre-tização preferencial, através de uma transferência de carga elétrica entrepelo menos dois elementos capacitivos 90,94 dispostos no bloco acondicio-nador de tensão 200. Os referidos elementos capacitivos 90,94 são caracte-rizados por capacitores do mercado, podendo os mesmos ser formados pordiversos tipos de dielétrico.
Tal configuração confere maior simplicidade para o dito bloco200, proporcionando um número reduzido de componentes, e facilitandouma eventual manutenção do equipamento, além de uma redução de custospara o produto final.
Conforme já mencionado, o circuito de controle 3 está associadoeletricamente ao bloco acondicionador de tensão 200, sendo este associadoeletricamente, e em paralelo, à chave eletrônica 1.
De maneira preferencial, a figura 3 ilustra uma concretização decircuito eletrônico para o bloco acondicionador de tensão 200. A mesma figu-rai mostra que o primeiro elemento capacitivo 90 está associado eletrica-mente e em série com um elemento limitador de corrente elétrica 91.
O dito elemento limitador de corrente elétrica 91 pode ser consti-tuído por um resistor, por um indutor, ou ainda pela combinação destes. Oelemento limitador 91 é responsável por limitar o nível de corrente pulsadaque se estabelece quando a chave eletrônica 1 entra em condução, garan-tindo, desta forma, a integridade e durabilidade dos componentes do referidobloco acondicionador 200.
A figura 3 mostra ainda que o elemento limitador de corrente elé-trica 91 está associado eletricamente a um elemento semicondutor de cor-rente 92 e a um elemento regulador de tensão 93, conforme a concretizaçãopreferencial do bloco acondicionador de tensão 200, objeto da presente in-venção.Os elementos semicondutor de corrente 92 e regulador de ten-são 93 são, preferivelmente, dispositivos diodo e diodo zener respectivamen-te. O elemento regulador de tensão 93 garante que a tensão sobre o segun-do elemento capacitivo 94 nunca exceda um valor máximo permitido para aoperação segura do circuito de controle 3.
Com base na figura 3 é possível notar que o primeiro elementocapacitivo 90 tem um dos seus terminais conectados ao primeiro terminal dealimentação 20, enquanto o seu segundo terminal está ligado a um terminaldo elemento limitador de corrente elétrica 91.
Um segundo terminal do elemento limitador de corrente 91 estáassociado eletricamente ao catodo do elemento semicondutor de corrente 92e ao anodo do elemento regulador de tensão 93.
Adicionalmente, nota-se pela figura 3 que, o elemento semicon-dutor de corrente 92 está associado eletricamente ao segundo elemento ca-pacitivo 94, a partir do seu terminal anodo.
Ademais, verifica-se que o elemento regulador de tensão 93 estáassociado eletricamente ao elemento semicondutor de corrente 92, a partirdo seu anodo, e ao segundo elemento capacitivo 94, a partir do seu terminalcatodo.
Em outras palavras, pode-se afirmar ainda que, a região ou blo-co geral 10 revelada pelas figuras 1 a 3, a partir de uma linha tracejada, con-fere esquematicamente um arranjo em que a chave eletrônica 1, preferenci-almente do tipo TRIAC, tem um dos seus anodos ligado ao primeiro terminalde alimentação 20 o qual fornece energia proveniente da fonte de tensãoalternada 4, tendo a mesma o seu outro anodo ligado ao primeiro terminal decarga 40 que fornece energia à carga 5. A dita chave eletrônica 1 tem o seuterminal de disparo 100 ligado ao primeiro terminal de potencial elétrico 101do circuito de controle 3.
Ainda segundo a figura 3, e conforme já mencionado, o primeiroelemento capacitivo 90 tem um dos seus terminais conectados ao primeiroterminal de alimentação 20 e o seu segundo terminal ligado a um terminal doelemento limitador de corrente elétrica 91. Adicionalmente, nota-se que odito elemento limitador 91 tem o seu outro terminal ligado ao catodo do ele-mento semicondutor de corrente 92, sendo este preferencialmente um dio-do,e ao anodo do elemento regulador de tensão 93 do tipo zener, sendo queo elemento semicondutor de corrente 92 tem seu anodo ligado ao primeiroterminal de potencial elétrico 101 do circuito de controle 3.
O elemento regulador de tensão 93 tem o seu catodo ligado aoprimeiro terminal de carga 40 que fornece energia à carga 5.
Ainda segundo a figura 3, o primeiro terminal de potencial elétri-co 101 do circuito de controle 3, ligado ao anodo do elemento semicondutorde corrente 92, está ligado ao segundo elemento capacitivo 94, que tem seuoutro terminal ligado ao primeiro terminal de carga 40, o qual fornece energiaà carga 5. O circuito de controle 3 tem o segundo terminal de potencial elé-trico 102 ligado ao primeiro terminal de carga 40.
Conforme mencionado anteriormente, e com base na concreti-zação acima descrita, o bloco acondicionador de tensão 200 ora proposto éconfigurado para prover uma tensão elétrica mínima Vmin para o circuito decontrole 3 através de uma transferência de carga elétrica entre os primeiro esegundo elementos capacitivos 90,94.
A presente invenção prevê ainda um método de acionamento dechave eletrônica, sendo este composto por uma chave eletrônica 1, uma fon-te de tensão alternada 4, uma carga 5, um circuito de controle 3 e um blocoacondicionador de tensão 200.
A figura 4 mostra as grandezas envolvidas ao longo da aplicaçãodo presente método para o controle da referida chave eletrônica 1.
Sabe-se que a tensão de chave Vson. existente entre os primeiroe segundo terminais de condução 25,35, é dada pela soma da elevação detensão fornecida pela fonte de tensão alternada 4, com a tensão existentesobre a carga 5, acumulando até o momento em que a chave eletrônica 1inicia a sua condução.
No instante da condução da chave 1, a tensão sobre os primeiroe segundo terminais de condução 25,35 cai repentinamente para um valorpróximo a zero.A referida chave eletrônica 1 inicia a sua condução por conse-qüência de um pulso elétrico de disparo Ig aplicado no terminal de disparo 100.
O dito pulso elétrico de disparo Ig é fornecido ao terminal de dis-paro 100 após transcorrido um tempo de atraso Tdeiay> que deve ser suficien-te para que a tensão sobre o segundo elemento capacitivo 94 seja suficientepara manter a operação normal do circuito de controle 3.
Tal situação ocorre quando uma corrente Ic fornecida pelo se-gundo elemento capacitivo 94 é suficiente para alimentar o referido circuitode controle 3. Cabe salientar que, nesta condição, a tensão sobre os primei-ro e segundo terminais de condução 25,35 da chave eletrônica 1 será igualou superior a uma tensão elétrica mínima Vmin.
Tipicamente, a referida tensão elétrica mímina Vmin é da ordemde 3V, enquanto a tensão elétrica máxima está em torno de 5V.
Com base no acima exposto, e tal como ilustrado na figura 4, emum segundo instante de tempo M2, quando a chave eletrônica 1 for dispara-da, e a tensão de chave Vson cair para um valor próximo a zero, o primeiroelemento capacitivo 90, que apresenta entre seus terminais uma tensãosubstancialmente igual àquela que era observada entre os primeiro e segun-do terminais de condução 25,35, da chave eletrônica 1, transfere sua cargapara o segundo elemento capacitivo 94, através de uma corrente pulsadaICon, mantendo um nível médio de tensão neste segundo elemento capaciti-vo 94 suficiente para a operação do circuito de controle 3.
Como já mencionado anteriormente, o elemento limitador 91 éresponsável por limitar o nível de corrente pulsada que se estabelece quan-do a chave eletrônica 1 entra em condução, uma vez que a dita corrente pul-sada circulante através do segundo elemento capacitivo 94 é elevada emfunção do tempo reduzido no qual a chave eletrônica 1 entra em condução.
Durante o semiciclo complementar, o primeiro elemento capaci-tivo 90 se carregará novamente com uma tensão elétrica mímina Vmin, as-sumindo novamente o estado necessário para prover outra corrente pulsadaICon ao segundo elemento capacitivo 94, assim que a chave eletrônica 1 fordisparada no semiciclo seguinte.
Desta forma, a cada semiciclo o processo de transferência decarga entre os primeiro e segundo elementos capacitivos 90,94 ocorre, man-tendo sobre os terminais do segundo elemento capacitivo 94 uma tensãosuficiente para manter o circuito de controle 3 operante.
Cabe destacar ainda que, a capacitância do segundo elementocapacitivo 94 deve ser suficiente para manter a tensão elétrica mínima Vminnecessária durante um ciclo completo da freqüência da rede, o que depen-derá, essencialmente, do nível de corrente drenado pelo circuito de controle 3.
Na condição da chave eletrônica 1 estar aberta, sem pulsos decomando sendo fornecidos, o consumo de corrente do circuito de controle 3é bastante reduzido, sendo esta apenas necessária para executar algumasfunções autônomas. Nesta condição ainda, a manutenção da tensão sobre osegundo elemento capacitivo 94 é dada por uma segunda corrente pulsadaICoff, circulante sobre o primeiro elemento capacitivo 90 e resultante da va-riação de tensão imposta pela fonte de tensão alternada 4. Tal segunda cor-rente pulsada ICoff é normalmente bastante reduzida.
Adicionalmente, o presente método prevê a execução das se-guintes etapas:
- medir, através do circuito de controle 3, uma tensão de opera-ção Vop entre um segundo terminal de condução 35 da chave eletrônica 1 eum terminal de disparo 100 da chave eletrônica 1;
- determinar, a partir da tensão de operação Vop medida, se háuma corrente Ic circulando através da carga 5 em um primeiro instante detempo M-i, para um semiciclo positivo da tensão de alimentação fornecidapela fonte de tensão alternada 4;
- determinar, a partir da tensão de operação Vop medida, se háuma corrente Ic circulando através da carga 5 em um terceiro instante detempo M3, para um semiciclo negativo da tensão de alimentação fornecidapela fonte de tensão alternada 4;
- se a corrente Ic determinada for substancialmente próxima dovalor zero, para um semiciclo positivo da tensão de alimentação fornecidapela fonte de tensão alternada 4, contar um tempo de atraso Tdeiay calculadodesde o primeiro instante de tempo Mi até um segundo instante de tempo M2;
- se a corrente Ic determinada for substancialmente próxima dovalor zero, para um semiciclo negativo da tensão de alimentação fornecidapela fonte de tensão alternada 4, contar um tempo de atraso Tdeiay calculadodesde o terceiro instante de tempo M3 até um quarto instante de tempo M4;
- fornecer um pulso elétrico de disparo Ig no terminal de disparo100 da chave eletrônica 1 ao término da contagem do tempo de atraso Tdeiay;
- após transcorrido o pulso elétrico de disparo Ig, prover umatensão elétrica mínima Vmjn, através do bloco acondicionador de tensão 200,para a alimentação do circuito de controle 3 quando a chave eletrônica 1estiver fechada, tanto no semiciclo positivo, quanto no semiciclo negativo datensão de alimentação.
Face ao acima descrito, o objeto de invenção ora proposto for-nece um sistema de controle para chave eletrônica eficiente e robusto, faceàs técnicas anteriores já comentadas, dotado ainda de um número reduzidode componentes, bem como um método para o acionamento da referidachave eletrônica 1, particularmente eficiente no que se refere ao acionamen-to de diversos tipos de cargas.
Finalmente, a presente invenção prevê um sistema de controlede chave eletrônica capaz de executar uma grande variedade de funções,tais como: temporização para Iigamento e/ou desligamento da carga 5, comoem um sistema de iluminação, por exemplo, a resposta a um sinal de tempe-ratura (termostato), observado por um sensor incorporado ao dito circuito decontrole 3, e ainda a possibilidade de resposta a outro sinal qualquer capta-do pelo circuito de controle 3, tal como um sinal de infravermelho recebidopelo mesmo circuito.
Neste sentido, o presente sistema provocará a alteração do es-tado de condução da chave eletrônica 1, quando a função implementada nodito circuito de controle 3 assumir o estado desejado e configurado pelo u-suário.
Tendo sido descrito um exemplo de concretização preferido, de-ve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras possí-veis variações, sendo limitado tão somente pelo teor das reivindicações a-penas, aí incluídos os possíveis equivalentes.
Claims (11)
1. Sistema de controle de chave eletrônica (10), compreendendo:pelo menos uma fonte de tensão alternada (4),pelo menos uma chave eletrônica (1),pelos menos uma carga (5),pelo menos um circuito de controle (3),a fonte de tensão alternada (4) sendo associada eletricamente,através de um primeiro terminal de alimentação (20), a um primeiro terminalde condução (25) da chave eletrônica (1),um segundo terminal de condução (35) da chave eletrônica (1)sendo associável a uma carga (5), através de um primeiro terminal de carga(40),a carga (5) sendo associável a um segundo terminal de alimen-tação (30), através de um segundo terminal de carga (80),o circuito de controle (3) compreendendo primeiro, segundo eterceiro terminais de potencial elétrico (101,102,103), o circuito de controle(3) sendo configurado para comandar a chave eletrônica (1) através de umterminal de disparo (100),caracterizado pelo fato de queo circuito de controle (3) é associado eletricamente a um blocoacondicionador de tensão (200),o bloco acondicionador de tensão (200) sendo dotado de primei-ro, segundo e terceiro terminais de contato elétrico (104,105,106),o circuito de controle (3) sendo associável eletricamente ao blo-co acondicionador de tensão (200) através de segundo e terceiro terminaisde potencial elétrico (102,103) e segundo e terceiro terminais de contato elé-trico (105,106) respectivamente,o bloco acondicionador de tensão (200) sendo associável eletri-camente à chave eletrônica (1) através dos primeiro e terceiro terminais decontato elétrico (104,106) e dos primeiro e segundo terminais de condução(25,35) respectivamente, o bloco acondicionador de tensão (200) sendoconfigurado para prover uma tensão elétrica mínima (Vmin) para a operaçãodo circuito de controle (3) em pelo menos um instante de condução da chaveeletrônica (1).
2. Sistema de controle de chave eletrônica (10), de acordo coma reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o bloco acondicionador detensão (200) é configurado para prover uma tensão elétrica mínima (Vmin)para a operação do circuito de controle (3) em um instante de bloqueio dachave eletrônica (1).
3. Sistema de controle de chave eletrônica (10), de acordo coma reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o terceiro terminal de po-tencial elétrico (103) está associado eletricamente ao primeiro terminal decarga (40) da carga (5).
4. Sistema de controle de chave eletrônica (10), de acordo coma reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o bloco acondicionador detensão (200) é associado eletricamente ao primeiro terminal de alimentação(20) da fonte de tensão alternada (4) através do primeiro terminal de contatoelétrico (104).
5. Sistema de controle de chave eletrônica (10), de acordo coma reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a tensão elétrica mínima(Vmin) é provida através de uma transferência de carga elétrica entre pelomenos dois elementos capacitivos (90,94) dispostos no bloco acondiciona-dor de tensão (200).
6. Sistema de controle de chave eletrônica (10), de acordo coma reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o bloco acondicionador detensão (200) é associado eletricamente, e em paralelo, à chave eletrônica (1).
7. Sistema de controle de chave eletrônica (10), de acordo coma reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o circuito de controle (3)comanda a condução de corrente elétrica através da chave eletrônica (1)através de pulsos elétricos de disparo.
8. Sistema de controle de chave eletrônica (10), compreendendo:pelo menos uma fonte de tensão alternada (4),pelo menos uma chave eletrônica (1),pelos menos uma carga (5),pelo menos um circuito de controle (3),a fonte de tensão alternada (4) sendo associada eletricamente,através de um primeiro terminal de alimentação (20), a um primeiro terminalde condução (25) da chave eletrônica (1),um segundo terminal de condução (35) da chave eletrônica (1)sendo associável a uma carga (5), através de um primeiro terminal de carga (40),a carga (5) sendo associável a um segundo terminal de alimen-tação (30), através de um segundo terminal de carga (80),o circuito de controle (3) compreendendo primeiro, segundo eterceiro terminais de potencial elétrico (101,102,103), o circuito de controle(3) sendo configurado para comandar a chave eletrônica (1) através de umterminal de disparo (100), caracterizado pelo fato de queo circuito de controle (3) é associado eletricamente a um blocoacondicionador de tensão (200), o bloco acondicionador de tensão (200)sendo dotado de primeiro, segundo e terceiro terminais de contato elétrico(104,105,106), o circuito de controle (3) sendo associável eletricamente aobloco acondicionador de tensão (200) através de segundo e terceiro termi-nais de potencial elétrico (102,103) e segundo e terceiro terminais de contatoelétrico (105,106) respectivamente, o bloco acondicionador de tensão (200)é associado eletricamente, e em paralelo, à chave eletrônica (1).
9. Sistema de controle de chave eletrônica (10), compreendendo:pelo menos uma fonte de tensão alternada (4),pelo menos uma chave eletrônica (1),pelos menos uma carga (5),pelo menos um circuito de controle (3),a fonte de tensão alternada (4) sendo associada eletricamente,através de um primeiro terminal de alimentação (20), a um primeiro terminalde condução (25) da chave eletrônica (1), um segundo terminal de condução(35) da chave eletrônica (1) sendo associável a uma carga (5), através deum primeiro terminal de carga (40), a carga (5) sendo associável a um se-gundo terminal de alimentação (30), através de um segundo terminal de car-ga (80), o circuito de controle (3) compreendendo primeiro, segundo e tercei-ro terminais de potencial elétrico (101,102,103), o circuito de controle (3)sendo configurado para comandar a chave eletrônica (1) através de um ter-minal de disparo (100), caracterizado pelo fato de que o circuito de controle(3) é associado eletricamente a um bloco acondicionador de tensão (200), obloco acondicionador de tensão (200) sendo associado eletricamente, e emparalelo, à chave eletrônica (1), o bloco acondicionador de tensão (200)sendo dotado de primeiro e segundo elementos capacitivos (90,94), o pri-meiro elemento capacitivo (90) sendo associado eletricamente e em sériecom um elemento limitador de corrente elétrica (91), o elemento Iimitadordecorrente elétrica (91) sendo associado eletricamente a um elemento semi-condutor de corrente (92) e a um elemento regulador de tensão (93), o ele-mento semicondutor de corrente (92) sendo associado eletricamente ao se-gundo elemento capacitivo (94), o elemento regulador de tensão (93) sendoassociado eletricamente ao elemento semicondutor de corrente (92) e aosegundo elemento capacitivo (94), o bloco acondicionador de tensão (200)sendo configurado para prover uma tensão elétrica mínima (Vmin) para o cir-cuito de controle (3) através de uma transferência de carga elétrica entre osprimeiro e segundo elementos capacitivos (90,94).
10. Método de acionamento de chave eletrônica, compreenden-do uma chave eletrônica (1), uma fonte de tensão alternada (4), uma carga(5), um circuito de controle (3) e um bloco acondicionador de tensão (200),caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas:- medir, através do circuito de controle 3, uma tensão de opera-ção (Vop) entre um segundo terminal de condução (35) da chave eletrônica(1) e um terminal de disparo (100) da chave eletrônica (1);- determinar, a partir da tensão de operação (Vop) medida, se háuma corrente (Ic) circulando através da carga (5) em um primeiro instante detempo (M1)1 para um semiciclo positivo da tensão de alimentação fornecidapela fonte de tensão alternada (4);- determinar, a partir da tensão de operação (Vop) medida, se háuma corrente (Ic) circulando através da carga (5) em um terceiro instante detempo (M3), para um semiciclo negativo da tensão de alimentação fornecidapela fonte de tensão alternada (4);- se a corrente (Ic) determinada for substancialmente próxima dovalor zero, para um semiciclo positivo da tensão de alimentação fornecidapela fonte de tensão alternada (4), contar um tempo de atraso (TdeIay) calcu-lado desde o primeiro instante de tempo (M-,) até um segundo instante detempo (M2);- se a corrente (Ic) determinada for substancialmente próxima dovalor zero, para um semiciclo negativo da tensão de alimentação fornecidapela fonte de tensão alternada (4), contar um tempo de atraso (TdeIay) calcu-lado desde o terceiro instante de tempo (M3) até um quarto instante de tem-po (M4);- fornecer um pulso elétrico de disparo (Ig) no terminal de dispa-ro (100) da chave eletrônica (1) ao término da contagem do tempo de atraso(Tdelay);- após transcorrido o pulso elétrico de disparo (lG), prover umatensão elétrica mínima (Vmin)1 através do bloco acondicionador de tensão(200), para a alimentação do circuito de controle (3) quando a chave eletrô-nica (1) estiver fechada, tanto no semiciclo positivo, quanto no semiciclo ne-gativo da tensão de alimentação.
11. Método de acionamento de chave eletrônica, de acordo coma reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a tensão elétrica mínima(Vmin) é provida através de uma transferência de carga elétrica entre pelomenos dois elementos capacitivos (90,94) dispostos no bloco acondiciona-dor de tensão (200).
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