ES2198626T3 - Instalacion de proteccion frente a corriente de fallo. - Google Patents
Instalacion de proteccion frente a corriente de fallo.Info
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Abstract
UN DISPOSITIVO DE PROTECCION DIFERENCIAL CONTIENE UN DISPOSITIVO DE DETECCION (4) PARA RECONOCER UNA CORRIENTE DE DERIVACION ASI COMO UN DISPOSITIVO COMPARADOR (8) PARA COMPARAR LA CORRIENTE DE DERIVACION CON POR LO MENOS UN VALOR DE REFERENCIA ESPECIFICADO Y PARA CONTROLAR POR LO MENOS UN ELEMENTO INDICADOR OPTICO DE CORRIENTE DE DERIVACION (LED2, LED3).
Description
Instalación de protección frente a corriente de
fallo.
La invención se refiere a una instalación de
protección frente a corriente de fallo según el preámbulo de la
reivindicación 1. Se conoce por el documento GB 2 268 011 A una
instalación de protección frente a corriente de fallo de este
tipo.
Una instalación de protección frene a la
corriente de fallo sirve para el aseguramiento de la protección
frente a una corriente de fallo peligrosa en una instalación
eléctrica. Se produce una corriente de fallo de este tipo o una
corriente de trabajo funcional cuando una parte de conduce tensión
de una instalación eléctrica presenta un contacto eléctrico hacia
tierra. Éste es el caso, por ejemplo, cuando una persona toca una
parte conductora de tensión de una instalación eléctrica. La
corriente de fallo fluye entonces a través de la persona como
corriente corporal hacia tierra. Las instalaciones de protección
frente a corriente de fallo empleadas para la protección frente a
corrientes corporales peligrosas deben separar de una manera segura
y rápida la instalación eléctrica de la red en el caso de una
corriente de fallo que es mayor que la corriente de fallo de
diseño.
Se conoce, por ejemplo, por ``etz'', Vol. 107
(1986), Nº 20, páginas 938 a 945 la estructura de una instalación
de protección frente a corriente de fallo. Allí se representan
especialmente en las figuras 1 a 3 diagramas de distribución de
principio y principios funcionales de una instalación de protección
frente a corriente de fallo. En este caso se distinguen dos tipos
básicos diferentes. Como conmutador de protección contra corriente
de fallo o conmutador de protección FI se designa una instalación
de protección frente a corriente de fallo, en la que la energía
eléctrica necesaria para la activación se obtiene, de manera
independiente de la tensión de la red, a partir de la corriente de
fallo propiamente dicha. En el llamado conmutador de protección de
corriente diferencial o conmutador de protección DI se trata, en
cambio, de una instalación de protección frente a corriente de
fallo, en la que la energía eléctrica auxiliar que es necesaria
para la activación se toma de la red. Un conmutador de protección DI
de este tipo necesita, por lo tanto, para su funcionamiento una
conexión a la red así como una fuente de alimentación, que
convierte la tensión de la red en la tensión de alimentación que es
necesaria para el funcionamiento de sus componentes.
Las instalaciones de protección frente a
corriente de fallo conocidas activar un conmutador de separación,
cuando la corriente de fallo detectada por ello excede un valor
límite, es decir, una corriente de fallo de diseño predeterminada.
Pero este valor límite no es necesariamente igual para diferentes
instalaciones eléctricas, puesto que las corrientes de fallo que
aparecen en el funcionamiento normal y que son designadas como
corriente de derivación funcional, se diferencian, en general, según
la instalación eléctrica, de manera que debe ajustarse de manera
correspondiente la corriente de fallo de diseño para evitar
activaciones erróneas.
Por otro lado, para el funcionamiento seguro de
la instalación eléctrica y para evitar una interrupción no deseada
del funcionamiento puede ser interesante poder reconocer la
aparición de una corriente de fallo crítica independientemente de
la activación de un conmutador de separación. A tal fin, se conoce
a partir del documento GB 2 268 011 A indicar ópticamente por medio
de un diodo luminoso una señal de fallo derivada a partir de una
corriente de fallo detectada cuando se excede un valor de
referencia.
La invención tiene ahora el cometido de indicar
una instalación de protección frente a corriente de fallo del tipo
mencionado al principio que, con una reducción simultánea del
consumo de corriente, indica la aparición de una corriente de fallo
en una instalación eléctrica independientemente de la activación de
un conmutador de separación.
El cometido mencionado se soluciona, según la
invención, con una instalación de protección frente a corriente de
fallo con las características de la reivindicación 1 de la patente.
Según la invención, la instalación de protección frente a la
corriente de fallo contiene, adicionalmente a una instalación de
detección para la detección de una corriente de fallo así como
adicionalmente a una instalación de comparación para la
comparación de la corriente de fallo con al menos un valor de
referencia predeterminado y para la activación de al menos un
elemento de indicación óptica de la corriente de fallo, un
generador de impulsos para el funcionamiento de al menos un
elemento de representación óptica en el funcionamiento por
impulsos.
El elemento de representación óptica de la
corriente de fallo posibilita una manifestación sobre el estado de
funcionamiento de una instalación eléctrica con respecto a una
corriente de fallo que aparece en la misma. Así, por ejemplo, con
la ayuda de un único elemento de representación óptica de la
corriente de fallo se puede indicar si aparece en la instalación
una corriente de fallo, que no provoca, en efecto, todavía la
activación de un conmutador de protección, pero que, sin embargo,
señaliza que en la instalación eléctrica ya fluye una corriente de
fallo, cuyas causas deben ser verificadas para evitar una
desconexión de la instalación eléctrica en un instante
desfavorable.
Otra ventaja consiste en que en una instalación
de protección frente a corriente de fallo con corriente de fallo
de diseño o corriente de fallo nominal, se facilita su ajuste, es
decir, su adaptación a las condiciones de funcionamiento de la
instalación protegida. Esta corriente de fallo de diseño debe ser
mayor que la corriente de derivación funcional, es decir, mayor que
la corriente de fallo que fluye en el funcionamiento normal de la
instalación eléctrica. Una corriente de fallo de diseño ajustada
demasiado baja conduce a una desconexión no deseada. La corriente
de fallo de diseño se puede ajustar entonces de una manera sucesiva
a un valor, en el que no se alcanza el valor de referencia
alimentado a la instalación de comparación, es decir, que se apaga
o comienza a encenderse el elemento de representación óptica de la
corriente de fallo.
La instalación de detección contiene un circuito
eléctrico para la generación de una tensión de fallo derivada a
partir de la corriente de fallo. De esta manera, se pueden procesar
adicionalmente con facilidad las señales tomadas por la instalación
de detección en componentes electrónicos conectados a continuación.
La instalación de comparación contiene un circuito comparador
configurado con preferencia como circuito de disparo Schmitt, para
la comparación de la tensión de fallo con una tensión de
referencia.
El circuito comparador contiene para cada
elemento de representación óptica de la corriente de fallo un
comparador configurado especialmente como disparador Schmitt,
especialmente un comparador CMOS. A través de esta medida se reduce
el consumo de potencia, necesario para la representación óptica, de
la instalación de protección frente a corriente de fallo. Este
consumo de potencia sería en una fuente de alimentación típica con
una alimentación desde tres conductores exteriores (sistema de
corriente alterna trifásica), un circuito rectificador de puente B6
y un regulador longitudinal sencillo con una tensión del conductor
exterior de 480 V, aproximadamente 0,66W por 1mA de consumo de
corriente. En el caso de 480V de tensión del conductor exterior,
existen aproximadamente 670V de tensión continua en la salida del
circuito rectificador de puente B6. A través del regulador
longitudinal, que es en principio una resistencia controlable
(trayecto de emisor-colector de un transistor)
conectada en serie con el consumidor, es decir, el elemento de
representación óptica de la corriente de fallo y los elementos de
conmutación necesarios para su activación, cae entonces una tensión
que corresponde a la diferencia entre los 670V y la tensión de
funcionamiento del consumidor. Con una tensión de funcionamiento
típica de aproximadamente 12V, resultan entonces aproximadamente
658V de caída de la tensión, de manera que con un consumo de
corriente de 1mA del consumidor, se suprimen solamente 0,66W de
potencia en el regulador longitudinal. A través de la utilización
del circuito comparador constituido a partir de comparadores
individuales se reduce el consumo de corriente de los consumidores,
de manera que se reduce igualmente la potencia de pérdida
convertida en el regulador longitudinal.
Especialmente pare el control de la función de la
instalación de protección frente a la corriente de fallo está
previsto al menos un elemento de representación óptica del
funcionamiento, que está conectado a una fuente de alimentación con
preferencia sin circuito intermedio de un comparador. Por medio de
esta medida se reduce el número de los comparadores necesarios y,
por lo tanto, también el consumo de potencia.
En particular, están previstos diodos luminosos
como elementos de representación óptica. De esta manera se reduce
adicionalmente el consumo de corriente.
En particular, los elementos de representación
óptica de la corriente de fallo están conectados entre el circuito
comparador y el generador de impulsos y el elemento de
representación óptima del funcionamiento está conectado entre la
fuente de alimentación y el generador de impulsos.
La relación entre la pausa luminosa y la duración
luminosa durante el funcionamiento por impulsos del elemento de
representación óptica es al menos 5. De esta manera se puede
reducir claramente el consumo de potencia.
En otra configuración preferida de la invención,
también el generador de impulsos contiene un comparador discreto,
especialmente un comparador CMOS.
En una configuración preferida de la invención,
los elementos de representación óptica están conectados paralelos
entre sí. De esta manera, a través de un circuito sencillo es
posible conseguir la misma claridad de todos los elementos de
representación óptica. Como una alternativa, los elementos de
representación óptica están conectados en serie. De esta manera, se
puede reducir al mínimo el consumo de corriente para el caso de
que se enciendan todos los elementos de representación.
En particular, la salida de cada comparador está
conectada como salida de ``contrafase''. De esta manera se puede
ajustar el consumo de corriente en el caso de la conexión en serie
de los elementos de representación óptica y, por lo tanto, su
fuerza luminosa independientemente del número de los elementos de
representación luminosos.
En una configuración especialmente preferida de
la invención, la salida de cada comparador del circuito comparador
está conectada como salida de ``drenador abierto''. De esta manera,
en el caso del circuito en serie de los elementos de representación
óptica, se puede reducir el número de los componentes y, por lo
tanto, también el consumo de corriente.
Para la explicación adicional de la invención, se
remite a los ejemplos de realización del dibujo. En este caso:
La figura 1 muestra una instalación de protección
frente a la corriente de fallo según la invención en una
representación de principio.
La figura 2 muestra una instalación de protección
frente a la corriente de fallo con tres elementos de
representación óptica conectados en paralelo entre sí.
Las figuras 3 y 4 muestran, respectivamente, una
instalación de protección frente a la corriente de fallo con tres
elementos de representación óptica conectados en serie.
Según la figura 1, una instalación de protección
frente a corriente de fallo comprende una instalación de detección
4, con la que se puede detectar una corriente de fallo que fluye en
una red L1, L2, L3, N. La corriente de fallo es detectada a tal fin
en un convertidor de corriente de suma, como se representa, por
ejemplo, en el artículo técnico mencionado al principio y se
convierte en la instalación de detección 4 en una señal de la
tensión. Esta señal de la tensión es amplificada en un amplificador
y es transmitida como tensión de fallo UE a una instalación de
comparación 8.
La instalación de comparación 8 comprende un
circuito comparador 10, en el que se compara la tensión de fallo
UE con al menos una tensión de referencia Uref, que es puesta a la
disposición del circuito comparador 10 por un circuito de
referencia 12.
La salida del circuito comparador 10 está
conectada en una instalación de representación óptica 14, que
comprende un elemento de representación óptica de funcionamiento, en
el ejemplo un diodo luminoso LED1, así como dos elementos de
representación óptica de la corriente de fallo, en el ejemplo los
diodos luminosos LED2, LED3.
Para el funcionamiento de la instalación de
protección frente a corriente de fallo está prevista, además, una
fuente de alimentación 20, que convierte la tensión alterna
trifásica acondicionada por la red en una tensión continua U que es
necesaria para el funcionamiento de la instalación de protección
frente a corriente de fallo 2.
Según la figura 2, los tres diodos luminosos
LED1, LED2 y LED3, respectivamente, de la instalación de
representación 14, especialmente diodos luminosos con reducido
consumo de corriente y gran fuerza luminosa, están conectados en
paralelo entre sí y están conectados en la salida de un generador
de impulsos 22. El generador de impulsos 22 está constituido por un
comparador V1 conectado en circuito de manera adecuada, con
preferencia un comparador CMOS.
En la salida 24 del generador de impulsos 22, que
corresponde a la salida 26 del comparador V1, se encuentra una
tensión en forma de impulsos, que genera impulsos entre 0 V y la
tensión de salida del comparador U_{v}, que es aproximadamente
igual a la tensión de funcionamiento U. La duración de tiempo
t_{H} del impulso de la tensión, es decir, el nivel de la tensión
``ALTO'' (pausa de la iluminación) y la duración de tiempo t_{L}
entre dos impulsos de la tensión consecutivos, es decir, el nivel
de la tensión ``BAJO'' (duración de la iluminación), se puede
ajustar a través del dimensionado adecuado del circuito de conexión
externo del comparador V1. La salida 26 del comparador V1 está
conectada a tal fin a masa a través de un circuito en serie de un
diodo D1, una resistencia de carga R1 y un condensador C. En
paralelo a la derivación de la línea, que está constituida por la
resistencia de carga R1 y el diodo D1, está conectada una
resistencia de descarga R2 y un diodo de descarga D2 conectado en
serie con ella y antiparalelamente al diodo de carga D1. El
producto del valor de la resistencia de descarga R1 y de la
capacidad del condensador C y el producto del valor de la
resistencia de descarga R2 y de la capacidad del condensador C
corresponde a la constante del tiempo de carga o bien a la
constante del tiempo de descarga.
El diodo luminoso LED1 que sirve como elemento de
representación del funcionamiento está conectado con su ánodo
directamente en la salida 24 del generador de impulsos 22 y con su
ánodo a través de una resistencia previa R6 en la tensión de
alimentación U. Mientras en la salida 24 del generador de impulsos
22 se encuentra la tensión de salida U_{v }del comparador, no
puede fluir ninguna corriente a través del diodo luminoso LED1, de
manera que éste no se enciende. La duración de una pausa de la
iluminación corresponde, por lo tanto, a la duración t_{H} del
impulso de la tensión generada por el generador de la función 22.
Si la salida 24 del generador de impulsos 22 está en 0 V, entonces
puede fluir a través del diodo luminoso LED1 y del comparador V1
una corriente hacia masa y se enciende el diodo luminoso LED1. La
duración de la iluminación corresponde esta manera a la duración de
tiempo t_{L} entre dos impulsos de la tensión consecutivos.
La capacidad del condensador C es con preferencia
mayor que 100 nF, en el ejemplo de realización 470 nF. De esta
manera, con una relación de barrido predeterminada de 5 \leq
t_{H} / t_{L} \leq 100 y una relación de barrido preferida 5
\leq t_{H} / t_{L} \leq 100 y una duración de la
iluminación t_{L} \geq 5 ms, se pueden dimensionar las
resistencias R1 y R2 con la impedancia más baja posible. De esta
manera, se asegura la función del generador de impulsos
independientemente de la corriente de bloqueo de los diodos D1 y D2
a temperaturas de \geq 70ºC.
Las resistencias R3, R4, R5 tienen alta
impedancia y sirven para la generación de la tensión de referencia
en la entrada 26 del comparador V1. En la figura se puede reconocer,
además, que el comparador V1 está conectado a través de entradas
separadas en la tensión de alimentación U y en masa.
Un diodo luminoso LED2 previsto como primer
elemento de representación de la corriente de fallo y un diodo
luminoso LED3 previsto como otro elemento de representación de la
corriente de fallo están conectados, respectivamente, a través de
un diodo protector D4 y D3, respectivamente, también en la salida
24 del generador de impulsos 22. Los ánodos de los diodos luminosos
LED2 y LED3 están conectados en cada caso, a través de una
resistencia previa R8 y R7, respectivamente, en las salidas 26, 27
del circuito comparador 10. El circuito comparador 10 contiene dos
comparadores V2, V3, que tienen, en el ejemplo de realización
preferido, el mismo tipo de construcción que el comparador V1. El
comparador V2 está conectado con una entrada 30 en la tensión de
fallo UE derivada de la corriente de fallo. En la entrada de
referencia 32 del comparador V2 está aplicada una tensión de
referencia Uref1, que es comparada por el comparador V2 con la
tensión de fallo UE. Una resistencia de reacoplamiento R10 sirve
para la realización de la función de disparo Schmitt del
comparador V2.
Si la tensión de fallo UE excede la tensión de
referencia Uref1 acondicionada por la instalación de referencia
12, en el ejemplo un circuito sencillo divisor de la tensión,
entonces se encuentra en la salida 28 del comparador V2 y, por lo
tanto, también en la salida 26 del circuito comparador 10 la
tensión de salida U_{v} = 0, de manera que cuando se aplica la
tensión 0 en la salida 24 del generador de impulsos 22, fluye una
corriente a través del diodo luminoso LED2. El diodo de protección
D4 está previsto en este caso para la protección del diodo
luminoso LED2, cuando en la salida 28 del comparador V2 se aplica
la tensión 0 y en la salida 24 del generador de impulsos 22 se
aplica la tensión de funcionamiento U, por ejemplo 12V, puesto que
la tensión de bloqueo máxima admisible para diodos luminosos es, en
general, menor que la tensión de funcionamiento U que es necesaria
para el funcionamiento de la instalación de protección frente a
corriente de fallo. Por lo tanto, el diodo luminoso LED2 parpadea
cuando la tensión de fallo UE es mayor que la tensión de
referencia Uref1 ajustada a través de las resistencias R10, R11 y
R12. En cambio, el diodo luminoso LED1 parpadea independientemente
del valor de la tensión de fallo UE en la relación de barrido
impresa por el generador de impulsos 22.
Una segunda tensión de referencia Uref2 es
alimentada a la entrada de referencia 34 del otro comparador V3,
cuya salida 36 está conectada a la salida 27 del circuito
comparador 10. En esta salida 27 está conectado, a través de la
resistencia R7, el ánodo del diodo luminoso LED3 que sirve como
otro elemento de representación de la corriente de fallo. El cátodo
del diodo luminoso LED3 está conectado a través de un diodo de
protección D3 a la salida 24 del generador de impulsos 22.
Si la tensión de fallo UE en la entrada 38 del
comparador V3 excede la tensión de referencia Uref2, entonces
también el diodo luminoso LED3 parpadea en la relación de barrido
impresa por el generador de impulsos 22. Por lo tanto, en el
ejemplo de realización, está prevista una representación óptica,
que distingue entre tres niveles de la corriente de derivación o de
la corriente de fallo UE < Uref1, Uref1 < UE < Uref2 y
Ref2 < UE. Un escalonamiento adecuado prevé, por ejemplo, que
Uref1 y Uref2, respectivamente, con respecto a un valor
correspondan aproximadamente al 25% y 50%, respectivamente, de la
tensión de fallo que pertenece a la corriente de fallo nominal o de
diseño I\Deltan. Además, a través del diodo luminoso LED1 se
pone a disposición una representación, que se enciende siempre
independientemente de la presencia de una corriente de fallo y
señaliza la disponibilidad de la instalación de protección frente a
corriente de fallo.
La tensión de fallo UE está, en general,
normalizada a la corriente de fallo nominal o de diseño. Con otras
palabras: el valor absoluto de la tensión de fallo UE depende
solamente de la relación entre la corriente de fallo de diseño y
la corriente de fallo real. Esto posibilita, en una instalación de
protección frente a corriente de fallo con corriente de fallo de
diseño ajustables, un ajuste sencillo de la corriente de fallo de
diseño a las condiciones de funcionamiento de la instalación
eléctrica. La corriente de fallo de diseño se puede reducir de
forma sucesiva entonces durante el funcionamiento correcto de la
instalación a partir de un valor de partida alto (LED2 y LED3 no
parpadean). Un ajuste, en el que LED2 no se enciende todavía
precisamente, corresponde entonces a una corriente de fallo de
diseño, que es, de acuerdo con el ejemplo de realización anterior,
aproximadamente cuatro veces la corriente de trabajo funcional. De
esta manera, se puede ajustar fácilmente la instalación de
protección frente a corriente de fallo y se pueden evitar las
activaciones falsas.
La corriente que fluye a través del diodo
luminoso LED1 es I_{LED1} = (U-U_{LED}) /R6,
donde
U_{LED1 }es la caída de la tensión en el diodo
luminoso LED1 en la dirección de paso. A través de los diodos
luminosos LED2, LED3, para el caso de que la salida del comparador
28 se encuentre en el nivel H, fluye la corriente U_{LED2}
\approx U_{LED3} =
(U_{v}-U_{LED2(LED3)}-
U_{D3(D4)}) / R6, donde U_{D3(D4)} es la caída de
la tensión en el diodo D3 y en el diodo D4, respectivamente,
U_{LED2(LED3)} es la caída de la tensión en el diodo
luminoso LED2 y LED3, respectivamente, y el valor de resistencia de
las resistencias R7 y R8 se selecciona igual al valor de
resistencia de la resistencia R6. Si parpadean al mismo tiempo todos
los tres diodos luminosos LED1, LED2, LED3, entonces la corriente
total es I_{LED} = I_{LED1} + I_{LED2} + I_{LED3}. Para
evitar irrupciones de la tensión de funcionamiento en el caso de
tensión negativa, deben dimensionarse las resistencias R6, R7 y R8
mayores que 1 k\Omega, respectivamente.
En el ejemplo de realización según la figura 3,
los diodos luminosos LED1, LED2, LED3 están conectados en serie
entre sí. La salida 24 del generador de impulsos 22 está conectada
en este ejemplo de realización a través de la resistencia previa R6
en el ánodo del diodo luminoso LED1. El comparador V2 acondiciona
en su salida 28, según que la tensión de fallo UE sea menor o mayor
que la tensión de referencia Uref1, la tensión 0 o la tensión
U_{v} = U. Si la tensión de fallo UE es menor que Uref, entonces
el diodo de protección D4 está polarizado en la dirección de paso
y, de acuerdo con la relación de barrido del generador de impulsos
22, fluye una corriente sobre el diodo luminoso LED1, el diodo de
protección D4, la resistencia R7 y el comparador V2. Si la
corriente de fallo UE excede la tensión de referencia Uref1,
entonces el diodo de protección D4 es accionado en la dirección de
bloqueo y la corriente que fluye desde el comparador V1 a través
de la resistencia R6 y el diodo luminoso LED1, fluye a través del
diodo luminoso LED2, el diodo de protección D4, la resistencia
previa R13 y el comparador V3. Si la tensión de fallo UE excede
también todavía la tensión de referencia Uref2, entonces los dos
diodos de protección D3 y D4 son accionados en la dirección de
bloqueo y todos los tres diodos luminosos LED1, LED2, LED3 son
atravesados por la corriente, de manera que éstos parpadean de
acuerdo con la relación de barrido del generador de
\break{impulsos 22.}
Los comparadores V1, V2 y V3 son accionados en
los ejemplos de realización según las figuras 2 y 3 con la llamada
salida a ``contrafase''. En este modo de funcionamiento, se
encuentran siempre valores definidos de la tensión U_{v} en las
salidas 26, 28 y 36 de los comparadores V1, V2, V3,
independientemente del circuito externo, en el ejemplo de
realización aproximadamente la tensión de funcionamiento U, o el
potencial de masa.
Como comparadores son adecuados en el ejemplo de
realización comparadores SMOS conectados en circuito o
configurados como disparador Schmitt, con consumo de corriente
especialmente bajo. A través de la utilización de comparadores V2,
V3 configurados como disparadores Schmitt se puede evitar una
inestabilidad de la representación provocada por la ondulación
inevitable de la tensión de fallo.
Las resistencias R13 y R14 posibilitan una
reducción de la caída de la corriente que fluye a través de los
diodos luminosos LED1, LED2, LED3 en el caco de conexión adicional
del diodo luminoso LED2 y del diodo luminoso LED3. Si parpadea
solamente el diodo luminoso LED1, entonces la corriente que fluye
a través del mismo es I_{LED1} =
(U_{v}-U_{D4}-U_{LED1}) / (R6
+ R14), donde U_{D4} es la caída de la tensión en el diodo de
protección D4. Si parpadean los diodos luminosos LED1 y LED2,
entonces la corriente que fluye a través de ellos es I_{LED} =
(U_{v}-U_{D3}-U_{LED1}-
U_{LED2}) / (R6 + R13) (U_{D3}: caída de la tensión en D3). De
una manera correspondiente para el caso de que todos los tres
diodos luminosos LED1, LED2, LED3 parpadeen, se aplica I_{LED} =
(U_{v}-U_{LED1}-U_{LED2}-
U_{LED3}) / R6. De esta manera se puede mantener aproximadamente
constante, a través del dimensionado correspondiente de las
resistencias R12 y R14, la corriente que fluye en cada caso a
través de los diodos luminosos LED1, LED2, LED3 a pesar del número
diferente de los diodos luminosos que parpadean.
La salida 26 del comparador V1 del generador de
impulsos 22 está conectada a través de una resistencia R14 en la
tensión de alimentación U, para poder adoptar un estado de salida
definido. En el caso de conexión con salida de ``drenador
abierto'', se requiere un circuito externo de este tipo para
asegurar relaciones de tensión definidas en la salida de un
comparador V1.
A través de la utilización de comparadores V2, V3
con salida de ``drenador abierto'' se reduce el gasto de
componentes a través de la supresión de los diodos de protección D3
y D4 (figuras 2 y 3). La corrientes U_{LED}, que fluye a través
de los diodos luminosos LED1, LED2, LED3, depende en este circuito
del número de los diodos luminosos que parpadean al mismo tiempo.
Si parpadea solamente el diodo luminoso LED1, entonces la
corriente es I_{LED1} = (U_{v}-U_{LED1}) / R6,
donde U_{v} es la tensión de salida del comparador V1 y U_{1}
es la caída de la tensión en el diodo luminoso LED1. De una manera
correspondiente se reduce la corriente que fluye a través de los
diodos luminosos LED1, LED2, LED3 con su número. En el caso de tres
diodos luminosos LED1, LED2, LED3 parpadeando, la corriente que
fluye a través de ellos es I_{LED} =
(U_{v}-U_{LED1}-U_{LED2}-
U_{LED3}) / R6 (U_{LED2}- U_{LED3} : caída de la tensión en
LED2 y LED3, respectivamente). Las diferencias de claridad que
resultan de ello se pueden tolerar en tres diodos luminosos LED1,
LED2, LED3 y con una tensión de funcionamiento (U = 12V \approx
U_{v}). La ventaja de esta conexión en circuito reside
esencialmente en el ahorro de los diodos de protección D3 y D4 y en
el consumo reducido de corriente a través del circuito en serie de
los diodos luminosos LED1, LED2, LED3. En el caso de que sea
necesaria una compensación de la claridad de los diodos luminosos
LED1, LED2, LED3, ésta se puede realizar a través de la conexión
adicional de las resistencias R13 y R14 de una manera similar al
ejemplo de realización según la figura 3.
Claims (14)
1. Instalación de protección frente a corriente
de fallo, con una instalación de detección (4) que detecta una
corriente de fallo, que contiene un circuito para la generación de
una tensión de fallo (UE) derivada a partir de la corriente de
fallo, y con una instalación de comparación (8), que comprende un
circuito comparador (10) para la comparación de la tensión de fallo
(UE) con una tensión de referencia (Uref1, Uref2) y que activa al
menos un elemento de representación óptica (LED1, LED2, LED3),
caracterizada por un generador de impulsos (22) para el
funcionamiento del elemento de representación óptica (LED1, LED2,
LED3) en el modo de impulsos.
2. Instalación de protección frente a corriente
de fallo según la reivindicación 1, en la que la relación entre la
pausa de iluminación (t_{H}) y la duración de la iluminación
(t_{L}) en el modo de impulsos del elemento de representación
óptica (LED1, LED2, LED3) es al menos 5.
3. Instalación de protección frente a corriente
de fallo según la reivindicación 1 ó 2, en la que el generador de
impulsos (22) contiene un comparador (V1).
4. Instalación de protección frente a corriente
de fallo según una de las reivindicaciones 1 a 3, en la que los
elementos de representación (LED1, LED2, LED3) están conectados en
paralelo o en serie entre sí.
5. Instalación de protección frente a corriente
de fallo según una de las reivindicaciones 1 a 5, en la que el
circuito comparador (10) está configurado como circuito de disparo
Schmitt.
6. Instalación de protección frente a corriente
de fallo según una de las reivindicaciones 1 a 5, con al menos un
elemento de representación óptica (LED2, LED3) de la corriente de
fallo y con al menos un elemento de representación óptica (LED1) del
funcionamiento para el control de la función.
7. Instalación de protección frente a corriente
de fallo según la reivindicación 6, en la que el circuito
comparador (10) contiene un comparador (V2, V3) para cada elemento
de representación óptica (LED2, LED3) de la corriente de fallo.
8. Instalación de protección frente a corriente
de fallo según la reivindicación 7, en la que la salida (28, 34) de
cada comparador (V2, V3) está conectada como salida de ``drenador
abierto''.
9. Instalación de protección frente a corriente
de fallo según una de las reivindicaciones 6 a 8, en la que los
elementos de representación óptica (LED2, LED3) de la corriente de
fallo están conectados entre una salida (24) del generador de
impulsos (22) y una salida (26, 27) del circuito comparador
(10).
10. Instalación de protección frente a corriente
de fallo según una de las reivindicaciones 6 a 9, en la que el
elemento de representación óptica del funcionamiento (LED1) está
conectado sin la conexión intermedia de un comparador en una fuente
de alimentación (20).
11. Instalación de protección frente a corriente
de fallo según la reivindicación 10, en la que el elemento de
representación (LED1) del funcionamiento está conectado entre una
salida (24) del generador de impulsos (22) y la fuente de
alimentación (20).
12. Instalación de protección frente a corriente
de fallo según una de las reivindicaciones 1 a 11, en la que como
elemento de representación óptica (LED1) del funcionamiento y/o
como elemento de representación óptica del fallo está previsto un
diodo luminoso (LED2, LED3).
13. Instalación de protección frente a corriente
de fallo según una de las reivindicaciones 7 a 12, en la que cada
comparador (V1, V2, V3) es un comparador CMOS.
14. Instalación de protección frente a corriente
de fallo según la reivindicación 13, en la que la salida (24, 28,
34) de cada comparador (V1, V2, V3) está conectada como salida de
``contrafase''.
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