ES2198350T3 - Circuito electrico. - Google Patents

Abstract

Disposición de circuito eléctrico para un sistema eléctrico (S) conectado a una fuente de tensión (U) y sometido a la acción de, como mínimo, una etapa de mando (ST), estando cada etapa de mando (ST) subordinada a un dispositivo de conmutación (SV) de accionamiento manual provisto de un elemento de conmutación (SV1, SV2) accionado mediante tecla, por medio del cual puede modificarse el funcionamiento del sistema (S), presentando cada etapa de mando (ST) un módulo de conmutación (SB) electrónico provisto de un flip/flop (F/F) no volátil, compuesto por células EEPROM, que se encarga de almacenar el estado de conmutación de los respectivos dispositivos de conmutación, caracterizada porque cada una de las respectivas etapas de mando (ST), provistas de una única salida de señal (A), está conectada por esta salida al sistema (S), dispuesto en un automóvil y conectado al sistema eléctrico del mismo, mediante la correspondiente línea de conexión eléctrica (AL), porque en cada salida de señal (A) seproduce una señal que se modifica en cada conmutación entre dos estados del elemento de conmutación (SV1, SV2) respectivo y mediante la cual puede conmutarse la parte del sistema (S) perteneciente al correspondiente dispositivo de conmutación (SV) entre dos estados de funcionamiento, y porque los respectivos estados de funcionamiento se mantienen, incluso en caso de interrupción de la tensión de alimentación (U), debido al flip/flop (F/F) perteneciente al módulo de conmutación (SB) hasta la siguiente conmutación, que se produce únicamente tras un nuevo accionamiento del dispositivo de conmutación (SV).

Description

Circuito eléctrico.

La presente invención se refiere a una disposición de circuito eléctrico diseñado según el preámbulo de la reivindicación principal.

Las disposiciones de circuitos de este tipo se emplean para mantener de forma duradera un determinado estado de funcionamiento en un sistema eléctrico que presenta dos estados distintos de funcionamiento. Esto resulta posible, por ejemplo, porque el sistema de inicio de los dos estados de funcionamiento se encuentra directamente subordinado a un dispositivo conmutador de potencia que para la realización de cada uno de los dos estados de funcionamiento presenta en cada caso una posición de conmutación de retención a alcanzar desde una posición de salida.

Durante su perfeccionamiento, los dispositivos de conmutación que transmiten toda la potencia, y con ello también la interrumpen, han sido sustituidos por dispositivos de conmutación accionados mediante tecla que conducen tan sólo corriente de mando, como, por ejemplo, las llamadas esteras conmutadoras de silicona, los cuales se subordinan a continuación, por ejemplo, a relés todo o nada biestables.

Estas formas de realización, sin embargo, comportan unos dispendios muy elevados tanto en material como en espacio.

Además de estas soluciones electromecánicas, se conoce un almacenamiento electrónico de los respectivos estados de funcionamiento. Para ello se emplea un basculador biestable (flip/flop), conocido desde hace tiempo, adecuados para el almacenamiento de un estado digital y que puede desarrollarse con distintas tecnologías (como, por ejemplo, CMOS). Todos los sistemas de almacenamiento de funcionamiento electrónico así construidos poseen la característica común de que el estado almacenado se pierde tan pronto como deja de aplicarse la tensión de alimentación del circuito de conmutación. El suministro de energía auxiliar a modo de batería, acumulador o condensador altamente capacitivo conlleva un nuevo incremento de los costes y resulta limitadamente estable a largo plazo.

Además, por el documento US-PS 4 388 704 se conoce un basculador biestable (flip/flop) provisto de un dispositivo mediante el cual se mantiene el estado actual del basculador incluso en caso de interrumpirse la tensión de alimentación.

Esta forma de realización, sin embargo, no resulta adecuada, sin más, para sistemas eléctricos situados en un vehículo automóvil y accionados mediante tecla que actúan sobre dispositivos de conmutación.

Además, por el libro RELAIS LEXIKON, 2ª edición, Dr. Alfred Hüthig Verlag, Heidelberg 1985, páginas 62 y 226-242, se conoce el hecho de combinar módulos de conmutación con circuitos de conmutación integrados, que actúan como etapas de mando, de modo que pueden llevarse a cabo de modo sencillo una gran cantidad de tareas relacionadas con una etapa de conmutación de potencia.

A este tipo pertenece también un circuito de conmutación provisto de un flip/flop convencional que puede controlarse mediante señales de impulso, pudiendo estas señales de impulso, naturalmente, ser emitidas por parte de pulsadores.

Además, por el libro de Tietze, Schenk y otros, Halbleiter-Schaltungstechnik, Springer Verlag 1999, páginas 751-752, se conocen almacenadores de valores fijos que pueden borrarse eléctricamente, es decir, los llamados EEPROM's descritos en sus principios.

Además, el documento DE 198 45 135 A1 ha dado a conocer una disposición de circuito eléctrico provisto de varios dispositivos de conmutación responsables de distintas funciones, estando integrado en una etapa de mando del mismo un componente de almacenamiento desarrollado como EEPROM en el que se almacena una tabla de asignaciones que hace corresponder a cada dispositivo de conmutación una determinada función de un conjunto de funciones a ser controlada por cada dispositivo de conmutación y/o por la etapa de mando.

Finalmente, por el documento JP 09 298020 A se conoce una disposición de circuito eléctrico que presenta las características del preámbulo de la reivindicación 1. En este caso, un sistema eléctrico, preferentemente correspondiente a una instalación de tratamiento de aguas, es controlado por varias etapas de mando, estando cada etapa de mando asignada a un dispositivo de conmutación provisto de un elemento de conmutación accionado mediante tecla y cuyo estado de conmutación es almacenado por un flip/flop integrado en un componente de conmutación desarrollado con células EEPROM.

En esta forma de realización, sin embargo, cada etapa de mando está provista de un microprocesador y conectada al sistema eléctrico mediante dos salidas de señal y una línea de datos de dos conductores, lo que representa un coste muy considerable.

En las publicaciones mencionadas anteriormente, sin embargo, no se indica en modo alguno cómo realizar y construir un flip/flop no volátil con pocas células EEPROM, es decir, cómo integrarlo en la etapa de mando, de modo que el sistema subordinado se vea controlado sólo mediante una salida de señal de la etapa de mando y, con ello, únicamente mediante una línea de conexión eléctrica.

Por este motivo, el objeto de la presente invención consiste en desarrollar una disposición de circuito de conmutación adecuado para sistemas eléctricos de automóviles y provisto de almacenamiento electrónico de funciones en el que se mantenga el estado de funcionamiento durante un tiempo casi tan largo como se desee, incluso en caso de ocurrir un incidente interno, como una caída de la tensión o una interrupción de la línea.

El objeto se consigue, según la invención, con las características indicadas en la parte significativa de la reivindicación principal.

En una construcción de este tipo resulta ventajoso el hecho de que la misma puede realizarse con medios relativamente sencillos que ocupan bastante poco espacio.

En las subreivindicaciones se indican otras configuraciones ventajosas del objeto según la invención, descritas más en detalle por medio de un ejemplo de realización representado en las figuras.

Éstas muestran:

La Fig. 1: la disposición de circuito según la invención con cuatro etapas de mando;

La Fig. 2: una de las etapas de mando del circuito de conmutación según la Fig. 1 con su respectivo dispositivo de conmutación;

La Fig. 3: el módulo de conmutación de una etapa de mando.

Como se desprende del dibujo, a un sistema eléctrico S dispuesto en un vehículo automóvil, desarrollado, por ejemplo, como dispositivo de graduación de ventana o de techo deslizante y conectado a la tensión de alimentación U del sistema eléctrico del automóvil, se conectan cuatro etapas de mando ST iguales por medio de una línea de conexión AL por sus respectivas salidas A, las cuales también están conectadas a su vez a la fuente de tensión. Cada etapa de mando está subordinada a su vez a un dispositivo de conmutación SV con dos elementos de conmutación SV1, SV2 independientes y accionados mediante tecla, pudiéndose a través de este dispositivo conmutar el equipo funcionalmente subordinado y que constituye una parte del sistema entre dos estados de funcionamiento distintos (por ejemplo, puede conectarse y desconectarse). Naturalmente, puede emplearse, en lugar de los dos elementos de conmutación, un único elemento, pudiéndose realizar en este caso la conmutación entre los dos estados de funcionamiento mediante el accionamiento sucesivo del mismo. Para garantizar de forma duradera un estado de funcionamiento de este tipo una vez adoptado, la etapa de mando está provista de un módulo de conmutación SB compuesto por un flip/flop F/F desarrollado como equipo no volátil mediante el empleo de la técnica EEPROM, y especialmente constituido por tres células EEPROM.

Este módulo de conmutación electrónico biestable está provisto, en técnicas de proceso de eficacia comprobada, de un encapsulado SO-8 con el que la entrada Vdd se conecta a la tensión de alimentación U mediante una resistencia limitadora BW de modo que en caso de sobretensión puede limitarse la disipación de potencia. Esta tensión de trabajo se aplica mediante un elemento de conmutación SM interno sobre la entrada de alimentación Vc, a la que está conectado, por un lado, un condensador de soporte C1 para la estabilización momentánea de la tensión de trabajo, y que, por otro lado, está conectado tanto a la conexión de tierra GND como directamente a tierra. La salida OUT del módulo de conmutación se conecta a continuación a la conexión A de la etapa de mando ST. Las dos conexiones L1, L0, designadas comúnmente como entradas SET, RESET, están conectadas conjuntamente al polo positivo (+) de la fuente de tensión por medio de resistencias en serie VW1, VW2 situadas en sus puntos de conexión VL1, VL2 y por medio de diodos electroluminiscentes LD1, LD2 subordinados a los mismos, emitiendo uno de estos diodos LD1, que trabajan en el espectro visible, preferentemente radiación dentro del intervalo de luz roja y el otro diodo LD2 en el intervalo de luz verde.

A continuación, en las dos entradas L1, L0 del módulo de conmutación SB o en las líneas de conexión VL1, VL2 subordinadas a las mismas se conecta el dispositivo de conmutación SV a los dos elementos de conmutación SV1, SV2 accionados mediante tecla. De este modo se consigue aplicar mediante el accionamiento del elemento de conmutación SV1 a la salida A del módulo de conmutación SB el estado ``1'', mientras que mediante el accionamiento del elemento de conmutación SV2 a la salida A del módulo de conmutación SB se genera el estado ``0''.

A continuación, el estado aplicado se distingue gracias al correspondiente diodo electroluminiscente.

Para mantener el estado de funcionamiento dispuesto en la salida de señal A, y por ello perteneciente a la parte del sistema subordinada a ésta, hasta una conmutación llevada a cabo mediante un nuevo accionamiento del dispositivo de conmutación SV, el módulo de conmutación SB desarrollado preferentemente como ASIC se provee (como puede observarse en la Fig. 3) de un flip/flop F/F no volátil constituido ventajosamente por tres células EEPROM. Estas tres células EEPROM se conducen mediante un órgano de accionamiento AO y por medio de un sistema lógico de mando SL conectado a los elementos de conmutación SV1, SV2 a uno de sus dos posibles respectivos estados de funcionamiento. Una etapa de evaluación AS posterior a las tres células EEPROM determina, mediante un componente de verificación PK, si todas las células coinciden en el mismo estado. Si es así, la salida de señal A se conduce mediante el sistema lógico de mando SL y por medio de la acción correspondiente sobre un elemento de conmutación SG electrónico al potencial de señal determinado para ello.

Además, a las células EEPROM se subordina una componente de probabilidad WK por medio de la cual se toma una decisión por mayoría. Esto resulta relevante en el caso de que en la modificación del estado de las células EEPROM se produzca un incidente, considerándose en este caso como correcto el estado de la mayoría de las células, esto es de dos de la las tres células. La componente de probabilidad WK actúa en este caso directamente sobre el elemento de conmutación SG subordinado a la salida de señal A.

Claims (12)

1. Disposición de circuito eléctrico para un sistema eléctrico (S) conectado a una fuente de tensión (U) y sometido a la acción de, como mínimo, una etapa de mando (ST), estando cada etapa de mando (ST) subordinada a un dispositivo de conmutación (SV) de accionamiento manual provisto de un elemento de conmutación (SV1, SV2) accionado mediante tecla, por medio del cual puede modificarse el funcionamiento del sistema (S), presentando cada etapa de mando (ST) un módulo de conmutación (SB) electrónico provisto de un flip/flop (F/F) no volátil, compuesto por células EEPROM, que se encarga de almacenar el estado de conmutación de los respectivos dispositivos de conmutación, caracterizada porque cada una de las respectivas etapas de mando (ST), provistas de una única salida de señal (A), está conectada por esta salida al sistema (S), dispuesto en un automóvil y conectado al sistema eléctrico del mismo, mediante la correspondiente línea de conexión eléctrica (AL), porque en cada salida de señal (A) se produce una señal que se modifica en cada conmutación entre dos estados del elemento de conmutación (SV1, SV2) respectivo y mediante la cual puede conmutarse la parte del sistema (S) perteneciente al correspondiente dispositivo de conmutación (SV) entre dos estados de funcionamiento, y porque los respectivos estados de funcionamiento se mantienen, incluso en caso de interrupción de la tensión de alimentación (U), debido al flip/flop (F/F) perteneciente al módulo de conmutación (SB) hasta la siguiente conmutación, que se produce únicamente tras un nuevo accionamiento del dispositivo de conmutación (SV).

2. Disposición de circuito eléctrico según la reivindicación 1, caracterizada porque el módulo de conmutación (SB) electrónico desarrollado como ASIC está provisto de relativamente pocas células EEPROM constitutivas del flip/flop (F/F).

3. Disposición de circuito eléctrico según la reivindicación 2, caracterizada porque el flip/flop (F/F) está compuesto preferentemente por un número impar, en especial tres, células EEPROM.

4. Disposición de circuito eléctrico según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el módulo de conmutación (SB) electrónico está provisto de una etapa de evaluación (AS) que determina el estado correspondiente de las células EEPROM individuales que constituyen el flip/flop.

5. Disposición de circuito eléctrico según la reivindicación 4, caracterizada porque la etapa de evaluación (AS) presenta, por un lado, una componente de verificación (PK) que determina el estado de todas las células EEPROM (E2Z) y que, en caso de coincidencia de los mismos, actúa sobre un sistema lógico de mando (SL), y por otro lado una componente de probabilidad (WK) que actúa asimismo, en caso de no coincidencia, sobre el sistema lógico de mando (SL) tomando una decisión por mayoría.

6. Disposición de circuito eléctrico según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque a las dos entradas (L1, L0) del módulo de conmutación (SB) conectadas al polo positivo (+) de la fuente de tensión (U) del sistema eléctrico del automóvil se conectan, por un lado, dos elementos de conmutación (SV1, SV2) accionados mediante tecla y pertenecientes al dispositivo de conmutación (SV), los cuales por otro lado se conectan al polo negativo (-) conectado a la masa de la fuente de tensión, generándose con su activación el estado ``0'' en uno de los elementos de conmutación (SV1) y el estado ``1'' en el otro elemento de conmutación (SV2) a la salida (OUT) del módulo de conmutación (SB) y, con ello, también a la salida (A) de la etapa de mando (ST).

7. Disposición de circuito eléctrico según la reivindicación 6, caracterizada porque en cada línea de conexión (VL1, VL2), que se disponen entre las entradas (L1, L0) del módulo de conmutación (SB) y el polo positivo (+) de la fuente de alimentación (U), se integra un diodo electroluminiscente (LD1, LD2) por medio de sendas resistencias adicionales (VW1, VW2).

8. Disposición de circuito eléctrico según la reivindicación 7, caracterizada porque los dos diodos electroluminiscentes (LD1, LD2) emiten radiación en el espectro visible con longitudes de onda distintas.

9. Disposición de circuito eléctrico según la reivindicación 8, caracterizada porque uno de los dos diodos electroluminiscentes (LD1) emite radiación visible dentro del intervalo de luz roja y el otro diodo electroluminiscente (LD2) emite una longitud de onda visible dentro del intervalo de luz verde.

10. Disposición de circuito eléctrico según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque el polo positivo (+) de la fuente de tensión está conectado a la entrada de fuente externa (Vdd) del módulo de conmutación (SB) mediante una resistencia limitadora (BW) que, en caso de sobretensión, limita la disipación de potencia.

11. Disposición de circuito eléctrico según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque la entrada de fuente externa (Vdd) del módulo de conmutación (SB) está conectada a la correspondiente entrada de fuente interna (Vdd*) mediante un diodo (D) integrado que evita la inversión de la polaridad.

12. Disposición de circuito eléctrico según la reivindicación 11, caracterizada porque la tensión de trabajo se estabiliza mediante un condensador de soporte (C1) conectado, por un lado, a la entrada de fuente interna (Vc) y, por otro, a la conexión de masa (GND) conectada a la masa.