ES2300455T3 - Generador de impulsos de alta intensidad y alta tension ajustables. - Google Patents
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Abstract
Un generador de impulsos controlable, que comprende: un oscilador (148) que genera una forma de onda de referencia de precisión; una interfaz de comunicación (108) capaz de comunicar con uno o más dispositivos externos y recibir una o más demandas de tren de impulsos; un procesador (125) que comunica con dicha interfaz de comunicación (108), recibiendo dicho procesador (125) forma de onda de referencia de precisión desde dicho oscilador (148), un dispositivo (200) generador de impulsos capaz de generar a un dispositivo externo en funcionamiento (300) una salida de tren de impulsos tanto de un nivel de intensidad predeterminado como de un nivel de tensión predeterminado de acuerdo con una o más señales generadoras de tren de impulsos; un dispositivo controlador (103) que dirige señales a dicho dispositivo (200) generador de impulsos, siendo capaz dicho dispositivo controlador (103) de aceptar dicha o dichas demandas de tren de impulsos a dicho generador de impulsos (200) en respuesta a dicha o dichas demandas de tren de impulsos, comprendiendo dicho dispositivo controlador (103): dicho procesador (125) que recibe dicha o dichas demandas de tren de impulsos desde dicha interfaz de comunicación (108), y que genera una o más órdenes de tren de impulsos en respuesta a dicha o dichas demandas de tren de impulsos; un procesador de señal (142) que comunica con dicho procesador (125) y que recibe dicha o dichas órdenes de tren de impulsos, y que genera y transmite dicha o dichas señales generadoras de tren de impulsos a dicho dispositivo (200) generador de impulsos; caracterizado porque hay previsto un dispositivo disparador (136), acoplado entre el procesador de señales (142) y el dispositivo externo en funcionamiento (300), para sincronizar la salida del tren de impulsos con una señal de disparo procedente del dispositivo disparador (136), en que la señal de disparo es efectiva para cambiar un estado o realizar una operación predeterminada del dispositivo externo en funcionamiento (300).
Description
Generador de impulsos de alta intensidad y alta
tensión ajustables.
El presente invento se refiere en general a un
generador de impulsos, y más particularmente a un generador de
impulsos, ajustable, de alta intensidad, de alta tensión.
Los generadores de impulsos son dispositivos
electrónicos que crean señales de tren de impulsos electrónicas,
tales como una señal de onda cuadrada. Un tren de impulsos puede ser
usado para una variedad de cosas, tales como realimentación y
control de motores, presentaciones electrónicas, etc. Además, un
tren de impulsos puede ser usado en aplicaciones de comunicación o
para ensayar dispositivos, tales como dispositivos semiconductores,
en los que una carga sobre el dispositivo puede ser variada
modificando las características de un tren de impulsos.
El tren de impulsos puede necesitar ser
proporcionado con una variedad de características. Algunas de las
características que pueden necesitar ser ajustadas y controladas son
la velocidad/frecuencia del impulso, la posición del impulso, la
anchura del impulso, el ciclo de trabajo del impulso, los niveles de
tensión y de excitación de corriente, etc. Por ello, hay una gran
necesidad de generadores de impulsos que sean controlables,
flexibles, y capaces de proporcionar una salida de alta tensión y de
alta intensidad.
En la técnica anterior, un generador de impulsos
es típicamente un dispositivo dedicado, y puede incluir un
oscilador, amplificadores, y circuitos de conformado de ondas. Un
generador de impulsos en la técnica anterior generalmente
proporciona una capacidad de tren de impulsos de tensión e
intensidad fijas (tales dispositivos son relativamente baratos y
simples).
Sin embargo, un generador de impulsos de acuerdo
con la técnica anterior tiene varios inconvenientes. Debido a que
los generadores de la técnica anterior están usualmente diseñados
para un propósito o aplicación específico, generalmente no
proporcionan características de temporización, de intensidad y/o
tensión de salida flexibles. Los dispositivos de la técnica
anterior que pueden proporcionar una señal variable, tal como un
generador de impulsos común de tipo laboratorio, tienen una
exactitud limitada y capacidades de excitación de tensión e
intensidad limitadas. Por ejemplo, un generador de impulsos de la
técnica anterior debe ser típicamente amplificado. Los generadores
de impulsos de la técnica anterior están por ello limitados en la
cantidad máxima de intensidad que pueden suministrar bajo carga
durante la conmutación o generación de impulsos de la alimentación
de salida. Los generadores de impulsos de la técnica anterior no son
capaces de ajustar la tensión de salida regulada en condiciones de
impulsos.
Sigue existiendo una necesidad en la técnica,
por ello, de un generador de impulsos que tenga una salida de alta
tensión y una salida de alta intensidad, pero que pueda ser
controlado y ajustado de modo exacto.
El documento US 6.029.090 que corresponde al
preámbulo de las reivindicaciones independientes describe un
sistema de estimulación eléctrico multifuncional destinado a
producir señales de salida para efectuar estimulación faradaica,
electromagnética u otras formas de estimulación, en que una etapa de
señal incluye generadores de señal que producen señales de
diferente forma. En una realización un primer generador es un
generador de onda de impulsos, un segundo generador es un generador
de onda sinusoidal, un tercer generador genera una onda triangular
o en dientes de sierra, un cuarto generador produce una onda de
tensión en pendiente y un quinto generador produce una onda de
cualquier forma arbitraria. Los parámetros de las ondas respectivas
producidas por estos generadores de señal pueden ser ajustados en
frecuencia, anchura de impulso, amplitud y velocidades de
repetición, en que la etapa de señal es preferiblemente
miniaturizada y puede tener la forma de un único chip ASIC.
Un generador de impulsos controlable es
proporcionado de acuerdo con una realización del invento. El
generador de impulsos comprende un dispositivo generador de
impulsos capaz de generar a un dispositivo externo en funcionamiento
una salida de tren de impulsos de un nivel de intensidad
predeterminado y de un nivel de tensión predeterminado de acuerdo
con una o más señales de tren de impulsos. El generador de impulsos
comprende además un dispositivo controlador que comunica con el
dispositivo generador de impulsos. El dispositivo controlador es
capaz de aceptar una o más demandas de tren de impulsos y aceptar
una o más señales externas y emitir la o las señales de tren de
impulsos en respuesta. El dispositivo controlador comprende una
interfaz de comunicación capaz de comunicar con uno o más
dispositivos externos y recibir la o las demandas de tren de
impulsos. El dispositivo controlador comprende además un oscilador
que genera una forma de onda de referencia de precisión y una
alimentación de corriente que proporciona corriente eléctrica. El
dispositivo controlador comprende además un procesador que comunica
con la interfaz de comunicación. El procesador ejecuta una rutina de
control, recibe la forma de onda de referencia de precisión desde
el oscilador, recibe la o las demandas de tren de impulsos desde la
interfaz de comunicación, y genera una o más órdenes de tren de
impulsos en respuesta a la o las demandas de tren de impulsos. El
dispositivo controlador comprende además un dispositivo disparador
capaz de proporcionar una señal de disparo al dispositivo externo
en funcionamiento. El dispositivo controlador comprende además una
interfaz de salida capaz de transmitir una señal o más señales de
tren de impulsos al dispositivo generador de impulsos. El
dispositivo controlador comprende además una interfaz de señal que
incluye al menos un puerto de señal para recibir una o más señales
externas. El dispositivo controlador comprende además un procesador
de señal que comunica con el procesador y que recibe la o las
órdenes de tren de impulsos. El procesador de señal también
comunica con la interfaz de señal y recibe una o más señales
externas. El procesador de señal genera y transmite la o las señales
de tren de impulsos a la interfaz de salida. La interfaz de salida
transmite la o las señales de tren de impulsos al dispositivo
generador de impulsos.
Un generador de impulsos controlable es
proporcionado de acuerdo con una realización del invento. El
generador de impulsos comprende un dispositivo controlador capaz de
aceptar una o más demandas de tren de impulsos y aceptar una o más
señales externas y emitir una o más señales de tren de impulsos en
respuesta. El generador de impulsos comprende además un dispositivo
generador de impulsos que comunica con el dispositivo controlador y
que recibe una o más señales de tren de impulsos. El dispositivo
generador de impulsos es capaz de generar una salida de tren de
impulsos de un nivel de intensidad predeterminado y de un nivel de
tensión predeterminado de acuerdo con la o las señales de tren de
impulsos. El dispositivo generador de impulsos comprende una primera
resistencia de carga que está conectada a un nodo de alimentación
de corriente continua, y a un primer nodo de resistencia de carga.
El dispositivo generador de impulsos comprende además una segunda
resistencia de carga que está conectada a un primer nodo pasante a
un segundo nodo de resistencia de carga. El dispositivo generador
de impulsos comprende además una tercera resistencia de carga que
está conectada a un nodo de salida y a un nodo divisor de tensión.
El dispositivo generador de impulsos comprende además una cuarta
resistencia de carga que está conectada al nodo divisor de tensión
y a un nodo de tierra. El dispositivo generador de impulsos
comprende además un primer MOSFET de paso que incluye una entrada
que está conectada al primer nodo de resistencia de carga, una
salida conectada al primer nodo pasante, y una entrada de carga que
está conectada a un nodo de sustitución en caliente. El primer
MOSFET de paso almacena una corriente suministrada al primer nodo
de resistencia de carga. El dispositivo generador de impulsos
comprende además un segundo MOSFET de paso que incluye una entrada
que está conectada a un nodo de entrada de regulador de nueve
voltios, una salida conectada a un cuarto nodo pasante, y una
entrada de carga que está conectada a un tercer nodo pasante. El
segundo MOSFET de paso usado como un interbloqueo de tensión
almacena una corriente alimentada al nodo de entrada de regulador
de nueve voltios. El dispositivo generador de impulsos comprende
además un tercer MOSFET de paso que incluye una entrada que está
conectada al segundo nodo de resistencia de carga, una salida
conectada a un segundo nodo pasante, y una entrada de carga que
está conectada a un nodo de salida de tensión ajustable. El tercer
MOSFET de paso almacena una corriente alimentada en el segundo nodo
de resistencia de carga. El dispositivo generador de impulsos
comprende además un primer duplicador de tensión que incluye
entradas conectadas al nodo de alimentación de corriente continua y
al nodo de tierra. El primer duplicador de tensión aumenta un nivel
de tensión de corriente continua de entrada. El dispositivo
generador de impulsos comprende además un segundo duplicador de
tensión que incluye entradas conectadas al nodo de entrada de
regulador de nueve voltios y al nodo de tierra y una salida que
está conectada a un nodo de salida de tensión de dieciocho voltios.
El segundo duplicador de tensión aumenta un nivel de tensión de
corriente continua de entrada. El dispositivo generador de impulsos
comprende además un tercer duplicador de tensión que incluye
entradas conectadas al nodo de salida de tensión positiva ajustable
y al nodo de tierra y una salida que está conectada al nodo de
entrada regulador de nueve voltios. El tercer duplicador de tensión
aumenta un nivel de tensión de corriente continua de entrada. El
dispositivo generador de impulsos comprende además un controlador de
sustitución en caliente que incluye entradas que están conectadas
al nodo de alimentación de corriente continua, al primer nodo de
resistencia de carga, y al nodo de tierra, y una salida que está
conectada al nodo de sustitución en caliente. El controlador de
sustitución en caliente detecta una corriente en la primera
resistencia de carga y proporciona una salida de tensión cero si no
existe carga a través de la primera resistencia de carga. El
dispositivo generador de impulsos comprende además un primer
amplificador operacional de precisión que incluye entradas que
están conectadas al primer nodo pasante y al segundo nodo de
resistencia de carga y una tensión de referencia es recibida desde
un nodo de nueve voltios. El primer amplificador operacional de
precisión recibe tensión a través de una segunda resistencia de
carga y proporciona una salida de monitor de corriente. La salida
de monitor de corriente proporciona una medición de corriente
relacionada a un nivel de corriente en la segunda resistencia de
carga. El dispositivo generador de impulsos comprende además un
interruptor de corriente de MOSFET que incluye una entrada que está
conectada al segundo nodo pasante, una salida que está conectada al
nodo de salida, y una entrada de control que está conectada a un
nodo de entrada de interruptor de corriente. El interruptor de
corriente de MOSFET es capaz de ser desconectado y conectado a fin
de crear una salida de tren de impulsos. El dispositivo generador
de impulsos comprende además un controlador de conmutación de
MOSFET que incluye una entrada que está conectada a un nodo de
salida de aislador, una salida que está conectada al nodo de
entrada de conmutación de potencia, y una entrada de carga que está
conectada al tercer nodo pasante. El controlador de conmutación de
MOSFET controla el interruptor de corriente de MOSFET en respuesta
a la o las señales de tren de impulsos procedentes del dispositivo
controlador. El dispositivo generador de impulsos comprende además
un dispositivo de ajuste de tensión manual capaz de generar un nivel
de tensión variable en respuesta a una entrada de usuario. El
dispositivo generador de impulsos comprende además un regulador de
tensión positiva ajustable que incluye una entrada que está
conectada al segundo nodo de resistencia de carga, una salida que
está conectada al nodo de salida de tensión ajustable, y una entrada
de control que está conectada al nodo de entrada de tensión
ajustable y al dispositivo de ajuste de tensión (o control
programado) manual. El regulador de tensión positiva ajustable
recibe una alimentación de tensión duplicada y el nivel de tensión
variable desde el dispositivo de ajuste de tensión manual y
proporciona un nivel de tensión ajustado manualmente al interruptor
de corriente de MOSFET. El dispositivo generador de impulsos
comprende además un aislador óptico digital que está conectado al
cuarto nodo pasante, al nodo de salida del aislador, y al puerto de
entrada de impulsos. El aislador óptico digital recibe una entrada
de corriente continua regulada de nueve voltios y una señal de tren
de impulsos desde un puerto de entrada de impulsos y controla la
entrada de corriente continua regulada de nueve voltios de acuerdo
con la señal de tren de impulsos. El dispositivo generador de
impulsos comprende además un divisor de tensión conectado a través
del nodo de salida y del nodo de tierra del dispositivo generador
de impulsos. El divisor de tensión comprende una tercera resistencia
de carga conectada al nodo de salida y a un nodo divisor de
tensión. El divisor de tensión comprende además una cuarta
resistencia de carga conectada al nodo divisor de tensión y al nodo
de tierra. El dispositivo generador de impulsos comprende además un
segundo amplificador operacional de precisión que está conectado al
nodo divisor de tensión y al nodo de tierra. El segundo
amplificador operacional de precisión recibe una entrada regulada de
dieciocho voltios y una entrada de tensión de salida dividida desde
el nodo divisor de tensión y emite una señal de medición de tensión
en un puerto de monitor de tensión. La señal de medición de tensión
está relacionada a una tensión de salida del dispositivo generador
de impulsos en el nodo de salida.
Un método para proporcionar una salida de tren
de impulsos ajustable, de alta tensión, de alta intensidad es
proporcionado de acuerdo aún con otra realización del invento. El
método comprende las operaciones de recibir en un dispositivo
controlador una o más demandas de tren de impulsos desde un
dispositivo externo y recibir una o más señales externas. El método
comprende además la operación de generar en el dispositivo
controlador una o más señales de tren de impulsos en respuesta a la
o las demandas de tren de impulsos y la o las señales externas. El
método comprende además la operación de transmitir la o las señales
de tren de impulsos a un generador de impulsos. El método comprende
además la operación de generar en el generador de impulsos una
salida de tren de impulsos de alta tensión, de alta intensidad
correspondiente a la o las señales de tren de impulsos.
Las anteriores y otras características y
ventajas del presente invento serán mejor comprendidas a partir de
la siguiente descripción de las realizaciones preferidas tomada en
unión con los dibujos adjuntos.
La fig. 1 es un diagrama de bloques de un
generador de impulsos de acuerdo con una realización del
invento.
La fig. 2 es un diagrama de bloques de un
dispositivo controlador de acuerdo con otra realización del
invento.
La fig. 3 muestra detalles del dispositivo
generador de impulsos de acuerdo con una realización del invento,
y
La fig. 4 es un diagrama de flujo de un método
para proporcionar una salida de tren de impulsos ajustable, de alta
tensión, de alta intensidad de acuerdo con otra realización del
invento.
La fig. 1 es un diagrama de bloques de un
generador de impulsos 100 de acuerdo con una realización del
invento. El generador de impulsos 100 puede ser conectado a un
dispositivo en funcionamiento 300 y puede proporcionar una señal de
disparo y una salida de tren de impulsos al dispositivo en
funcionamiento 300.
El generador de impulsos 100 puede comprender
dos componentes principales: un dispositivo controlador 103 y un
dispositivo generador de impulsos 200. El dispositivo controlador
103 puede ajustar y controlar todas las características de la
salida del tren de impulsos enviada al dispositivo en funcionamiento
300 por el dispositivo generador de impulsos 200. Por ello, el
dispositivo generador de impulsos 200 recibe una o más señales
generadoras de tren de impulsos desde el dispositivo controlador 103
y genera una salida de tren de impulsos de acuerdo con la o las
señales generadoras de tren de impulsos.
En una realización, el dispositivo controlador
103 incluye una interfaz de comunicación 108, una alimentación de
corriente 112, un procesador 125, un oscilador 148, una interfaz de
señal 157, un dispositivo disparador 136, un procesador de señales
142, y una interfaz de salida 166.
La interfaz de comunicación 108 puede incluir
uno o más puertos de salida y puede incluir circuitos de interfaz
que permiten que el procesador 125 comunique con cualquier manera y
número de dispositivos externos. La interfaz de comunicación 108
puede incluir puertos serie o paralelo típicos, buses o líneas de
transmisión reconocidos en la industria, puertos analógicos, etc.
Además, la interfaz de comunicación 108 puede incluir otra manera
de interfaces de comunicación tales como, por ejemplo, un puerto de
comunicación inalámbrico de infrarrojos o de radio frecuencia, que
incluye un transmisor y receptor.
El procesador 125 puede ser de cualquier tipo de
procesador de propósito general y puede ejecutar una rutina de
control de software que pone en práctica el dispositivo controlador
103. Además, el procesador 125 comunica con la interfaz de
comunicación 108 y puede enviar y recibir datos, tal como demandas
de tren de impulsos con relación a la generación de una salida de
tren de impulsos.
El oscilador 148 puede ser cualquier tipo de
oscilador, y es preferiblemente un oscilador de precisión tal como
un oscilador de estado sólido. El oscilador 148 proporciona una
señal de reloj de precisión al procesador 125. La señal de reloj de
precisión puede ser usada a fin de controlar la temporización de una
señal de salida de impulsos generada.
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La alimentación de corriente 112 puede ser
cualquier tipo de alimentación de corriente, incluyendo una
alimentación de corriente continua o una alimentación de corriente
alterna. Si la alimentación de corriente 112 proporciona una
tensión de corriente alterna, la alimentación de corriente 112
incluye también preferiblemente un convertidor o rectificador de
corriente continua y puede incluir circuitos de alisado o filtrado a
fin de proporcionar una corriente eléctrica relativamente libre de
ruido al dispositivo controlador 103. La alimentación de corriente
puede proporcionar corriente eléctrica al procesador 125, a la
interfaz de comunicación 108, al oscilador 148, a la interfaz de
señal 157, al dispositivo de disparo 136, al procesador de señal
142, y a la interfaz de salida 166.
El procesador 125 puede incluir una memoria que
puede almacenar una rutina de software que controla el
funcionamiento completo del dispositivo controlador 103. Además, la
memoria puede incluir una o más plantillas de comando de tren de
impulsos que permiten que el procesador 125 reciba entradas, tal
como a través de la interfaz de comunicación 108, y crear una o más
órdenes o comandos de tren de impulsos deseados. La o las órdenes de
tren de impulsos permiten que el procesador de señal 142 genere una
salida de tren de impulsos.
El procesador de señal 142 puede ser cualquier
tipo de procesador que sea capaz de recibir órdenes de salida de
tren de impulsos desde el procesador y crear una o más señales de
tren de impulsos desde el mismo. Además, el procesador de señal 142
puede recibir entradas de señal desde la interfaz de señal 157. La o
las señales de tren de impulsos contienen preferiblemente todas las
características de tren de impulsos deseadas, incluyendo niveles de
tensión, niveles de corriente, ciclo de trabajo, frecuencia,
posición de impulso, tiempos de ascenso, tiempos de descenso o
caída, etc. El procesador de señal 142 puede ser cualquier tipo de
dispositivo lógico programable (PLD), incluyendo un dispositivo
lógico programable complejo (CPLD), un procesador de señal digital
(DSP), un circuito integrado de aplicación específica (ASIC), una
matriz de puerta a programable de campo (FPGA), etc. El procesador
de señal 142 puede, por lo tanto, incluir algún tipo de memoria y
puede estar programado para crear una o más señales de tren de
impulsos en respuesta a una o más órdenes de tren de impulsos desde
el procesador 125.
La interfaz de señal 157 puede ser un
dispositivo de interfaz que permite que señales externas sean
introducidas en el dispositivo controlador 103. La interfaz de señal
157, por ello, puede recibir una señal de realimentación desde el
dispositivo en funcionamiento 300, puede recibir entradas de señal
analógica o digital, puede recibir un impulso o tren de impulsos
externos, puede recibir un tren de impulsos débil o
insuficientemente amplificado, etc.
El dispositivo disparador 136 puede ser unos
circuitos que reciben una orden de disparo desde el procesador de
señal 142 y proporciona una señal de disparo al dispositivo en
funcionamiento 300. El disparador puede hacer que el dispositivo en
funcionamiento 300 cambie de estado o realice una operación
predeterminada. Por ejemplo, si el dispositivo en funcionamiento es
un transistor, puede estar cargado o descargado por la señal de
disparo. Si el dispositivo en funcionamiento 300 es un dispositivo
digital, la señal de disparo puede proporcionar señal o señales
operativas que le hacen cambiar de estados, por ejemplo.
La interfaz de salida 166 puede ser cualquier
clase de dispositivo de interfaz que recibe una señal de tren de
impulsos procedente del procesador de señal 142 y puede realizar el
acondicionamiento de señal, conformado de onda, amplificación o
alguna otra clase de tratamiento de la salida de tren de impulsos
antes de ser enviado al dispositivo generador de impulsos 200.
Además, la interfaz de salida 166 almacena la salida.
La fig. 2 es un diagrama de bloques de un
dispositivo controlador 103 de acuerdo con otra realización del
invento. En esta realización, varios de los bloques de la fig. 1
están descompuestos en más detalle. La interfaz de comunicación 108
en esta realización incluye un puerto 404 de bus o línea de
transmisión de instrumentación de propósito general (GPIB), un
puerto 409 de bus en serie universal (USB), un puerto serie 412, un
puerto paralelo 415, un puerto analógico 418, y una interfaz de
comunicación 421. La interfaz de comunicación 421 enlaza entre los
distintos puertos y puede proporcionar cualquier traducción o
conversión de tiempo necesaria con el fin de transmitir y recibir
datos mediante cualquiera de los puertos antes mencionados.
En esta realización, el procesador 125 comprende
un microcontrolador 127. El microcontrolador 127 puede ser
cualquier microcontrolador conocido o disponible y puede incluir
recursos integrados, tales como memoria de acceso aleatorio (RAM),
memoria sólo de lectura (ROM), memoria sólo de lectura programable
que se puede borrar (EPROM), etc. Además, el microcontrolador 127
puede incluir puertos de entrada y salida, convertidores de
analógico a digital integrados, temporizadores, circuitos de
temporización de reposición, etc.
En esta realización, la alimentación de
corriente 112 incluye una alimentación 432 de tensión de corriente
alterna y una alimentación 434 de tensión de corriente continua
regulada. La alimentación 432 de tensión de corriente alterna puede
recibir corriente desde una línea de corriente alterna de 110
voltios estándar. La alimentación 434 de tensión de corriente
continua regulada recibe corriente eléctrica desde la alimentación
432 de tensión de corriente alterna y puede incluir un transformador
u otra forma de rectificador e incluir circuitos de filtrado y
alisado para convertir la tensión de corriente alterna a una tensión
de corriente continua regulada.
En esta realización, el procesador de señal 142
puede incluir un dispositivo lógico programable 440 y al menos un
registro de datos 446. El dispositivo lógico programable 440 puede
estar programado en la fábrica o puede adicionalmente ser
programable en campo. Además, el dispositivo lógico programable 440
puede incluir una base o zócalo del que el dispositivo lógico
programable 440 puede retirarse. De esta manera, el dispositivo
lógico programable 440 puede ser sustituido y puede ser actualizado,
modernizado, o cambiado de cualquier manera de acuerdo a la
necesidad.
El registro de datos 446 puede incluir memoria
RAM o ROM y puede comprender un espacio de trabajo en que el
dispositivo lógico programable 440 puede realizar cálculos
aritméticos, por ejemplo. Además, el registro de datos 446 puede
contener valores temporales para uso futuro, según sea
necesario.
La interfaz de señal 157 en esta realización
incluye un puerto 453 de entrada de impulsos externo, un puerto 456
convertidor analógico/digital, y un puerto 459 de señal de
realimentación, además de un dispositivo de interfaz de señal
463.
El puerto 453 de entrada de impulsos externo 453
puede aceptar una entrada de impulsos externos que le dice al
dispositivo controlador 103 que genere un impulso de ciertas
características. La entrada de impulsos externos puede ser, por
ejemplo, desde otro dispositivo.
El puerto 456 de entrada convertidor
analógico/digital puede permitir que un dispositivo externo
introduzca una señal en forma de una señal digital o información
digital. La entrada 456 del convertidor analógico/digital, puede,
por ello, incluir un convertidor de digital a analógico (DAC) que
convierte una señal digital a una señal analógica para usar en el
procesador de señal 142.
El puerto 459 de señal de realimentación puede
recibir una señal de realimentación desde el dispositivo en
funcionamiento 300 con el fin de permitir la modificación de la
salida de tren de impulsos que es enviada al dispositivo en
funcionamiento 300.
La interfaz de señal 463 puede proporcionar
cualesquiera conversiones de datos, temporización, tensión, o
corriente necesarias para proporcionar una interfaz entre una señal
externa y el dispositivo controlador 103. La interfaz de señal 463
proporciona una señal externa convertida al procesador 142. La
interfaz de señal 463 podría también proporcionar la señal externa
convertida al microcontrolador 127.
La matriz 136 del disparador puede ser una
matriz de disparadores o valores de disparador que pueden ser
seleccionados y transmitidos por el procesador de señal 142 en
respuesta a una demanda de tren de impulsos o en respuesta a una
señal recibida por la interfaz de señal 157. La interfaz de salida
166 proporciona la misma función que se ha descrito previamente.
En funcionamiento, el dispositivo controlador
puede recibir una o más demandas de tren de impulsos y proporciona
una orden de tren de impulsos al dispositivo generador de impulsos
200 que genera una salida de tren de impulsos deseada y controlable
al dispositivo en funcionamiento 300. Esto puede comprender recibir
una o más demandas de tren de impulsos, generar una o más órdenes
de tren de impulsos, recibir una o más señales externas, y generar
una o más señales de tren de impulsos en respuesta. La o las señales
de tren de impulsos son transmitidas por el dispositivo controlador
103, al dispositivo generador de impulsos 200, que genera una salida
de tren de impulsos de alta tensión, de alta intensidad al
dispositivo en funcionamiento 300. La salida de tren de impulsos
corresponde a la o las señales de tren de impulsos. Además, el
dispositivo controlador 103 puede emitir una o más señales de
disparo al dispositivo en funcionamiento 300 con el fin de controlar
el dispositivo en funcionamiento 300. Alternativamente, la o las
señales de disparo pueden ser empleadas para controlar el uso de la
salida de tren de impulsos proporcionada por el dispositivo
generador de impulsos 200.
La fig. 3 muestra el detalle del dispositivo
generador de impulsos 200 de acuerdo con una realización del
invento. El dispositivo generador de impulsos 200 puede incluir una
entrada de tensión positiva, no regulada y una entrada de tierra
(GND), y usando las entradas de tensión positiva y de tierra puede
generar una o más salidas de tren de impulsos. En un nodo de
alimentación n1 de corriente continua y el nodo de tierra n2, el
dispositivo generador de impulsos 200 recibe la tensión de corriente
continua no regulada desde una alimentación de corriente (no
mostrada) que tiene una tensión y una capacidad de corriente
suficientes para hacer funcionar el dispositivo bajo control 300.
El generador de impulsos recibe también en un puerto 289 de entrada
de impulsos una o más señales de tren de impulsos que son
suministradas desde el dispositivo controlador 103. El nivel de
tensión y el nivel de corriente de la salida de tren de impulsos son
por ello ajustados por el dispositivo controlador 103.
El dispositivo generador de impulsos 200 incluye
un supresor de tensión transitoria 204, un primer duplicador de
tensión 208, una primera resistencia de carga 211, un primer MOSFET
de paso 214, un controlador de sustitución en caliente 220, un
regulador 226 de tensión de nueve voltios fijo, un segundo
duplicador de tensión 232, una segunda resistencia de carga 235, un
primer amplificador operacional de precisión (op amp) 242, un
segundo MOSFET de paso 249, un regulador 254 de tensión positiva
ajustable, un tercer duplicador de tensión 256, un tercer MOSFET de
paso 244, un dispositivo 263 de ajuste de tensión manual, un
interruptor de corriente de MOSFET 268, un controlador de
conmutación de MOSFET 275, un aislador óptico digital 265, una
tercera resistencia de carga 281, una cuarta resistencia de carga
283, un segundo amplificador operacional de precisión 279. Los
duplicadores de tensión pueden ser llevados a la práctica usando
convertidores de c.c.-c.c. Un convertidor de
c.c-c.c, produce una mayor corriente que un
duplicador de tensión similar. Tal corriente mayor da como resultado
una conmutación más rápida del interruptor de corriente 268 del
MOSFET por el controlador de conmutación 275.
Las salidas del dispositivo generador de
impulsos 200 incluyen uno o más puertos 299 de salida de tren de
impulsos conectados a un nodo de salida n15, un puerto 286 de salida
de monitor de corriente, y un puerto 287 de salida de monitor de
tensión. El dispositivo generador de impulsos 200 incluye además un
puerto 289 de entrada de impulsos que recibe preferiblemente la o
las señales de tren de impulsos procedentes del dispositivo
controlador 103.
El supresor 204 de tensión transitoria está
conectado entre un nodo de alimentación n1 de corriente continua y
un nodo de tierra n2. El supresor 204 de tensión transitoria puede
ser cualquier tipo de supresor de tensión transitoria, incluyendo
una bobina inductora, una red de filtro, etc.
Las entradas del primer duplicador de tensión
208 están conectadas entre el nodo de alimentación n1 de corriente
continua y el nodo de tierra n2. La salida del primer duplicador 208
está conectada al tercer nodo de paso n3. La salida del duplicador
de tensión 208 debería exceder de la tensión de alimentación en un
mínimo de 4 voltios para hacer funcionar los N dispositivos de
canal acoplados al MOSFET 268 de corriente. La entrada del segundo
duplicador de tensión 232 está conectada al nodo de entrada n4
regulador de nueve voltios. La salida del segundo duplicador de
tensión 232 está conectada al nodo de salida n5 de dieciocho
voltios. La entrada del tercer duplicador de tensión 256 está
conectada al nodo n7, que es la tensión de referencia elevada para
el regulador de tensión ajustable 254. La salida del tercer
duplicador de tensión 256 está conectada al nodo n6 de entrada
regulador de nueve voltios. El primer, segundo y tercer duplicadores
de tensión 208, 232, y 256 pueden ser cualquier tipo de duplicador
de tensión, incluyendo un convertidor de c.c.-c.c., por ejemplo.
La primera resistencia de carga 211 está
conectada al nodo de alimentación n1 de corriente continua y al
primer nodo n11 de resistencia de carga. La segunda resistencia de
carga 235 está conectada al primer nodo n10 de paso y al segundo
nodo n9 de resistencia de carga, que es una tensión de referencia
para el regulador de tensión ajustable 254. La tercera resistencia
de carga 281 está conectada al nodo de salida n15 y al nodo divisor
de tensión n16. La cuarta resistencia de carga 283 está conectada al
nodo n16 divisor de tensión y al nodo de tierra n2. La tercera y
cuarta resistencias de carga 281 y 283 están por ello conectadas en
paralelo a través del nodo de salida n15 y el nodo de tierra n2 y
forman una red divisora de tensión. Las distintas resistencias de
carga 211, 235, 281 y 283 pueden ser cualquier tipo de resistencia
de alta capacidad de corriente que son capaces de absorber y disipar
excesos de corriente eléctrica, tales como resistencias cerámicas,
por ejemplo.
El primer MOSFET de paso 214 es conectado al
primer nodo n11 de resistencia de carga y al primer nodo de paso
n10, y una entrada de carga está conectada al nodo de sustitución en
caliente n12. El segundo MOSFET de paso 244 está conectado al nodo
de entrada n6 regulador de nueve voltios y al cuarto nodo de paso
n14, y una entrada de carga está conectada al tercer nodo de paso
n3. El tercer MOSFET de paso 249 está conectado al segundo nodo n9
de resistencia de carga y al segundo nodo de paso n13, y una entrada
de carga está conectada al nodo n8 de salida de tensión ajustable.
Los MOSFET de paso 214, 244, 249 puede ser cualquier tipo de
transistor MOSFET adecuado que escapa de conducir corriente
eléctrica a niveles de corriente elevados, y puede ser dispositivos
semiconductores de canal P o canal N cargados y conectados
apropiadamente.
La entrada del regulador 226 de tensión positivo
de nueve voltios está conectada al primer nodo de paso n10, la
salida está conectada al nodo n6 de nueve voltios, y la entrada de
control está conectada al nodo de entrada n4 regulador de nueve
voltios. La entrada del regulador 254 de tensión positiva ajustable
está conectada al segundo nodo n9 de resistencia de carga, la
salida está conectada al nodo de salida n8 de tensión ajustable
(que es un control de puerta para el MOSFET 249), y la entrada de
control está conectada tanto al nodo n7 controlador de alta tensión
desde el duplicador de tensión 256, al dispositivo de ajuste de
tensión manual 263, como a la salida del MOSFET 249. El regulador
226 de tensión positiva de nueve voltios y el regulador de tensión
positiva ajustable 254 pueden ser cualquier tipo de regulador de
tensión comercialmente disponible, tal como un regulador que
controla una tensión de salida basada en un nivel de tensión de
entrada. El nivel de tensión de entrada puede ser ajustable para
permitir el cambio del nivel de tensión de corriente continua de
salida (es decir, el regulador 254 de tensión positiva ajustable).
El nivel de tensión de entrada puede ser recibido desde el
dispositivo de ajuste de tensión manual 263, que puede ser un
potenciómetro, un transformador variable, un controlador
programable, etc. El dispositivo de ajuste de tensión manual 263
puede ser ajustado manualmente por un operador o por una operación
programada.
El controlador de sustitución en caliente 220
está conectado en paralelo a través de la primera resistencia de
carga 211. Las entradas del controlador de sustitución en caliente
220 están conectadas al nodo de alimentación n1 de corriente
continua, al primer nodo n11 de resistencia de carga, y al nodo de
tierra n2, mientras la salida está conectada al nodo de sustitución
en caliente n12. El controlador de sustitución en caliente 220
puede ser un regulador de detección de tensión que corta la
alimentación de corriente disponible a través del MOSFET de paso 214
cuando una ausencia de cada (o sobrecarga, es decir, corto) es
detectada a través de la primera resistencia de carga 211.
Las entradas del primer amplificador operacional
de precisión 242 están conectadas al primer nodo de paso n10 y al
segundo nodo n9 de resistencia de carga. Una tensión de referencia
es recibida desde el nodo n6 de nueve voltios. El primer
amplificador operacional de precisión 242 está por ello conectado en
paralelo a través de la segunda resistencia de carga 235. El primer
amplificador operacional de precisión 242 detecta la corriente que
circula a través de la segunda resistencia de carga 235 y
proporciona una medición de corriente al puerto 286 de salida de
monitor de corriente.
El segundo amplificador operacional de precisión
279 está conectado en paralelo a través de la cuarta resistencia de
carga 283, en el nodo divisor de tensión n16 y en el nodo de tierra
n2. El segundo amplificador operacional de precisión 279 recibe por
ello el nivel de tensión dividida presente entre la tercera
resistencia de carga 281 y la cuarta resistencia de carga 283. La
tensión de referencia recibida desde el nodo n5 de dieciocho
voltios. La tensión de referencia de 18 voltios proporciona un
margen de 2 voltios sobre la señal medida para la operación del
amplificador operacional. El segundo amplificador operacional de
precisión 279 detecta la tensión presente a través de la cuarta
resistencia de carga 283 y proporciona una salida de medición de
tensión/vigilancia de tensión al puerto 287 de salida de monitor de
tensión.
La entrada del tercer MOSFET de paso 249 está
conectada al segundo nodo n9 de resistencia de carga y la salida
está conectada al segundo nodo de paso n13. La entrada de carga está
conectada al nodo de salida de tensión ajustable n8. El tercer
MOSFET de paso 249 puede ser controlado por el regulador 274 de
tensión positiva ajustable, con la tensión disponible después de
que el tercer MOSFET de paso 249 sea ajustado por el regulador 254
de tensión positiva ajustable.
La entrada del interruptor de corriente 268 de
MOSFET está conectada al segundo nodo de paso n13 y la salida está
conectada al nodo de salida n15. La entrada de carga está conectada
al nodo n17 de entrada de interruptor de corriente. El interruptor
de corriente 268 de MOSFET debe incluir una capacidad de tensión
suficiente para exceder la tensión de alimentación en un mínimo de
5-10 voltios para impedir el daño desde los
transitorios de tensión en los condensadores de filtro (no
mostrados). El interruptor 268 de MOSFET debería tener una tasa de
corriente suficiente para excitar la carga. Múltiples interruptores
de corriente 268 de MOSFET pueden estar conectados en paralelo para
incrementar la tasa de corriente.
La entrada del controlador 275 de interruptor
MOSFET 275 es conectada al nodo n18 de salida del aislador y la
salida está conectada al nodo de entrada n17 de interruptor de
corriente. La entrada de carga está conectada al tercer nodo de paso
n3. El interruptor de corriente MOSFET 268 es controlado por el
controlador de interruptor MOSFET 275 con el fin de apagar y
encender el nivel de corriente y generar una salida de tren de
impulsos, tal como una onda cuadrada, por ejemplo.
La entrada del aislador óptico digital 265 está
conectada al cuarto nodo de paso n14 y la salida está conectada al
nodo n18 de salida del aislador. El aislador óptico digital 265 está
por ello conectado entre el segundo MOSFET de paso 244 y el
controlador 275 de interruptor de MOSFET. El MOSFET 244 sirve como
interbloqueo de tensión para impedir impulsos del controlador 275
de MOSFET a menos que una tensión del duplicador de tensión 208
este presente. El aislador óptico digital 265 está también conectado
al puerto 289 de entrada de impulsos, y una señal de tren de
impulsos de entrada recibida desde el puerto 289 de entrada de
impulsos 289 conecta o interrumpe la corriente eléctrica que pasa
desde el segundo MOSFET de paso 244 al controlador 275 de
interruptor de MOSFET. En funcionamiento, el aislador óptico
digital 265 almacena el controlador 275 de interruptor de MOSFET del
segundo MOSFET de paso 244. El aislador óptico digital 265 impide la
diafonía entre los dos componentes.
La salida del dispositivo generador de impulsos
200 puede estar prevista a uno o más puertos de salida 299. El o los
puertos de salida 299 reciben una tensión de salida que existe a
través de la tercera resistencia de carga 281 y la cuarta
resistencia de carga 283 como es generada por la acción de
conmutación del interruptor de corriente 268 de MOSFET. Uno o más de
los puertos de salida 299 puede estar conectado al dispositivo en
funcionamiento 300, por ejemplo.
La fig. 4 es un diagrama de flujo 400 de un
método para proporcionar una salida de tren de impulsos, ajustable,
de alta tensión, de alta intensidad de acuerdo con otra realización
del invento. En la operación 402, una o más demandas de tren de
impulsos son recibidas en un dispositivo controlador desde un
dispositivo externo. El dispositivo externo puede ser cualquier
clase de dispositivo que genera una demanda de salida de tren de
impulsos, tal como un ordenador, equipo de prueba, instrumentación,
etc. La o las demandas de tren de impulsos puede ser recibida de
cualquier forma, y puede especificar una o más características de
tren de impulsos, tales como tensión, corriente, ciclo de trabajo,
posición de impulso, anchura de impulso, etc.
En la operación 407, una o más señales externas
pueden ser opcionalmente recibidas en el dispositivo controlador.
Las señales externas pueden incluir un impulso externo, una señal de
realimentación externa, o alguna manera de señal analógica o
digital externa que necesita la conversión antes de que pueda ser
usada. La señal externa puede disparar una respuesta en la forma de
una característica de salida de impulso predeterminada. La señal
externa puede ser recibida en una interfaz de señal. La interfaz de
señal puede ser capaz de recibir uno o más tipos de señales externas
y realizar cualquier traslación necesaria.
En la operación 413, una o más señales de tren
de impulsos son generadas en respuesta a la o las demandas de tren
de impulsos y la o las señales externas. La o las señales de tren de
impulsos especifican por ello una salida de tren de impulsos
deseada, incluyendo todas las características de tren de impulsos
necesarias para crear la salida de tren de impulsos deseada. Esto
puede incluir adicionalmente valores de referencia internamente
almacenados, tablas, fórmulas, etc., que pueden ser empleados con el
fin de crear una o más señales de tren de impulsos deseadas.
En la operación 418, la o las señales de tren de
impulsos así creadas son transmitidas desde el dispositivo
controlador 103 a un generador de impulsos 200. El generador de
impulsos 200 es responsable de crear una salida de tren de impulsos
de alta tensión, de alta intensidad a partir de la o las señales de
tren de impulsos.
En la operación 424, una salida de tren de
impulsos es generada en el generador de impulsos 200. La salida de
tren de impulsos puede ser un impulso de alta tensión, alta
intensidad que corresponde a la o las señales de tren de impulsos.
El generador de impulsos 200 alcanza por ello los niveles de tensión
y corriente deseados para la salida de tren de impulsos.
La salida del tren de impulsos puede ser
proporcionada a un dispositivo en funcionamiento 300. Por ello, la
salida del tren de impulsos puede ser usada para aplicaciones tales
como realimentación y control de dispositivos, tales como motores,
pantallas de presentación, señales de comunicación moduladas, etc.
Además, un tren de impulsos puede ser usado para ensayar
dispositivos, tales como dispositivos semiconductores en los que una
carga (ciclo de trabajo) en el dispositivo puede ser incrementada
aumentando una anchura de impulso.
Además, el método puede proporcionar una señal
de disparado al dispositivo en funcionamiento. La señal de disparado
puede hacer que el dispositivo en funcionamiento 300 cambie de
estados o cambie las condiciones de funcionamiento de alguna manera.
Por ejemplo, si el dispositivo en funcionamiento 300 es un
transistor de potencia, la señal de disparo puede cargar y descargar
el transistor con el fin de medir tiempos de conmutación, consumo de
potencia, disipación de calor, comprobación para el funcionamiento
correcto, etc.
El método puede además incluir una operación de
recibir la señal de realimentación desde el dispositivo en
funcionamiento 300. La señal de realimentación puede ser empleada en
la operación de generar la o las señales de tren de impulsos que al
final son usadas para crear la salida de tren de impulsos. Por ello,
la señal de realimentación procedente del dispositivo en
funcionamiento 300 puede afectar y controlar a la salida de tren de
impulsos final. Por ejemplo, la señal de realimentación puede estar
relacionada con un nivel de tensión o corriente en el dispositivo en
funcionamiento 300, y por ello la señal de realimentación puede ser
usada para asegurar que un nivel de tensión o corriente deseado es
alcanzado en el dispositivo en funcionamiento 300.
El método puede incluir además una operación de
recibir un impulso externo de alguna forma y crear una señal de tren
de impulsos que reproduce sustancialmente el impulso externo. El
dispositivo controlador 103 y el dispositivo controlador de impulsos
200 pueden recibir por ello un tren de impulsos y recrearlo a
niveles de tensión y corriente deseados.
Claims (36)
1. Un generador de impulsos controlable, que
comprende: un oscilador (148) que genera una forma de onda de
referencia de precisión; una interfaz de comunicación (108) capaz de
comunicar con uno o más dispositivos externos y recibir una o más
demandas de tren de impulsos; un procesador (125) que comunica con
dicha interfaz de comunicación (108), recibiendo dicho procesador
(125) forma de onda de referencia de precisión desde dicho oscilador
(148), un dispositivo (200) generador de impulsos capaz de generar a
un dispositivo externo en funcionamiento (300) una salida de tren de
impulsos tanto de un nivel de intensidad predeterminado como de un
nivel de tensión predeterminado de acuerdo con una o más señales
generadoras de tren de impulsos; un dispositivo controlador (103)
que dirige señales a dicho dispositivo (200) generador de impulsos,
siendo capaz dicho dispositivo controlador (103) de aceptar dicha o
dichas demandas de tren de impulsos a dicho generador de impulsos
(200) en respuesta a dicha o dichas demandas de tren de impulsos,
comprendiendo dicho dispositivo controlador (103): dicho procesador
(125) que recibe dicha o dichas demandas de tren de impulsos desde
dicha interfaz de comunicación (108), y que genera una o más órdenes
de tren de impulsos en respuesta a dicha o dichas demandas de tren
de impulsos; un procesador de señal (142) que comunica con dicho
procesador (125) y que recibe dicha o dichas órdenes de tren de
impulsos, y que genera y transmite dicha o dichas señales
generadoras de tren de impulsos a dicho dispositivo (200) generador
de impulsos; caracterizado porque hay previsto un dispositivo
disparador (136), acoplado entre el procesador de señales (142) y
el dispositivo externo en funcionamiento (300), para sincronizar la
salida del tren de impulsos con una señal de disparo procedente del
dispositivo disparador (136), en que la señal de disparo es efectiva
para cambiar un estado o realizar una operación predeterminada del
dispositivo externo en funcionamiento (300).
2. El generador de impulsos según la
reivindicación 1ª, en el que dicha interfaz de comunicación
comprende además: un puerto de entrada; y un dispositivo de interfaz
de comunicación que comunica con dicho puerto de entrada y capaz de
traducir o transferir una demanda de tren de impulsos recibida.
3. El generador de impulsos según la
reivindicación 1ª, en el que dicha interfaz de comunicación
comprende: un puerto de bus o línea de transmisión de
instrumentación de propósito general (GPIB); y un dispositivo de
interfaz de comunicación que comunica con dicho puerto de GPIB y
capaz de traducir o transferir una demanda de tren de impulsos
recibida.
4. El generador de impulsos según la
reivindicación 1ª, en el que dicha interfaz de comunicación
comprende: un puerto de bus o línea de transmisión en serie
universal (USB); y un dispositivo de interfaz de comunicación que
comunica con dicho puerto USB y capaz de traducir o transferir una
demanda de tren de impulsos recibida.
5. El generador de impulsos según la
reivindicación 1ª, en el que dicha interfaz de comunicación
comprende: un puerto serie; y un dispositivo de interfaz de
comunicación que comunica con dicho puerto serie y capaz de traducir
o transferir una demanda de tren de impulsos recibida.
6. El generador de impulsos según la
reivindicación 1ª, en el que dicha interfaz de comunicación
comprende: un puerto paralelo; y un dispositivo de interfaz de
comunicación que comunica con dicho puerto paralelo y capaz de
traducir o transferir una demanda de tren de impulsos recibida.
7. El generador de impulsos según la
reivindicación 1ª, que comprende además una interfaz de señal que
incluye: un puerto de impulsos externo para recibir una o más
señales externas; y un dispositivo de señal que comunica con dicho
puerto de impulsos externo y capaz de traducir o transferir una
señal de entrada de impulsos.
8. El generador de impulsos según la
reivindicación 1ª, que comprende además una interfaz de señal que
incluye: un puerto de señal de entrada digital; un convertidor
correspondiente de digital a analógico que comunica con dicho puerto
de señal de entrada digital y que crea una señal de entrada
analógica; y un dispositivo de señal que comunica con dicho
convertidor de digital a analógico y capaz de traducir o transferir
dicha señal de entrada analógica.
9. El generador de impulsos según la
reivindicación 1ª, que comprende además una interfaz de señal que
incluye: un puerto de señal de entrada analógica; un convertidor
correspondiente de analógico a digital que comunica con dicho puerto
de señal de entrada analógica y que crea una señal de entrada
analógica digitalizada; y un dispositivo de señal que comunica con
dicho convertidor de analógico a digital y capaz de traducir o
transferir dicha señal de entrada analógica digitalizada.
10. El generador de impulsos según la
reivindicación 1ª, que comprende además una interfaz de señal que
incluye un puerto de señal de realimentación y un dispositivo de
señal capaz de traducir o transferir una señal de entrada.
11. El generador de impulsos según la
reivindicación 1ª, en el que dicho procesador de señal comprende un
dispositivo lógico programable (PLD) y un registro de datos.
12. El generador de impulsos según la
reivindicación 1ª, en el que dicho dispositivo generador de impulsos
comprende además un interruptor de corriente de MOSFET que es capaz
de ser desconectado y conectado a fin de crear una salida de tren de
impulsos.
13. El generador de impulsos según la
reivindicación 12ª, en el que dicho dispositivo generador de
impulsos comprende además un regulador de tensión positiva ajustable
que recibe una alimentación de tensión duplicada y proporciona un
nivel de tensión ajustable manualmente a dicho interruptor de
corriente de MOSFET.
14. El generador de impulsos según la
reivindicación 12ª, en el que dicho dispositivo generador de
impulsos comprende además un regulador de tensión positiva ajustable
que recibe una alimentación de tensión duplicada desde un
dispositivo de ajuste de tensión y proporciona un nivel de tensión
ajustable manualmente a dicho interruptor de corriente de
MOSFET.
15. El generador de impulsos según la
reivindicación 1ª, en el que dicho dispositivo generador de impulsos
comprende además un interruptor de corriente de MOSFET que es capaz
de ser desconectado y conectado a fin de crear una salida de tren de
impulsos y un controlador de conmutación de MOSFET que en respuesta
a dicha entrada de tren de impulsos desde dicho dispositivo
controlador controla dicho interruptor de corriente de MOSFET.
16. El generador de impulsos según la
reivindicación 1ª, en el que dicho dispositivo generador de impulsos
comprende además un aislador óptico digital que recibe una entrada
de corriente continua de baja tensión y controla dicha entrada de
corriente continua regulada de baja tensión de acuerdo con una
entrada de impulsos recibida.
17. El generador de impulsos según la
reivindicación 1ª, en el que dicho dispositivo generador de impulsos
comprende: un aislador óptico digital que recibe una entrada de
corriente continua de baja tensión y controla dicha entrada de
corriente continua regulada de baja tensión de acuerdo con una
entrada de impulsos recibida; un controlador de conmutación de
MOSFET que recibe una tensión de corriente continua regulada de baja
tensión controlada desde dicho aislador óptico digital y es
desconectado y conectado por dicha tensión de corriente continua
regulada de baja tensión controlada a fin de crear un tren de
impulsos preliminar; y un interruptor de corriente de MOSFET que en
respuesta a dicho tren de impulsos preliminar procedente de dicho
controlador de conmutación de MOSFET es desconectado y conectado
para generar dicha salida de tren de impulsos.
18. El generador de impulsos según la
reivindicación 1ª, en el que dicho dispositivo generador de impulsos
comprende además tres o más duplicadores de tensión que aumentan el
nivel de tensión de corriente continua en dicho generador de
impulsos.
19. El generador de impulsos según la
reivindicación 1ª, en el que dicho dispositivo generador de impulsos
comprende además un controlador de sustitución en caliente conectado
en paralelo con una primera resistencia de carga y con dicha primera
resistencia de carga conectada en serie en una alimentación de
tensión de corriente continua.
20. El generador de impulsos según la
reivindicación 1ª, en el que dicho dispositivo generador de impulsos
comprende además un supresor de tensión transitoria conectado en
paralelo a través de un nodo de alimentación de tensión de corriente
continua y un nodo de tierra.
21. El generador de impulsos según la
reivindicación 1ª, en el que dicho dispositivo generador de impulsos
comprende además un primer amplificador operacional que recibe
tensiones a través de una segunda resistencia de carga y proporciona
una salida de monitor de corriente, proporcionando dicha salida de
monitor de corriente una medición de corriente relacionada a un
nivel de corriente en dicha segunda resistencia de carga.
22. El generador de impulsos según la
reivindicación 1ª, en el que dicho dispositivo generador de impulsos
comprende además: un divisor de tensión conectado en paralelo a
través de un nodo de entrada de dicho generador de impulsos,
comprendiendo dicho divisor de tensión una tercera resistencia de
carga conectada a un nodo de salida y a un nodo de división de
tensión, y comprendiendo además dicho divisor de tensión una cuarta
resistencia de carga conectada a dicho nodo de división de tensión y
a un nodo de tierra; un segundo amplificador operacional de
precisión que recibe como entradas una entrada regulada de dieciocho
voltios y una tensión de salida dividida desde dicho nodo de
división de tensión y emite una señal de medición de tensión en un
puerto de monitor de tensión, en que dicha señal de medición de
tensión está relacionada a una tensión de salida en dicho nodo de
salida de dicho dispositivo generador de impulsos.
23. El generador de impulsos controlable según
la reivindicación 1ª, que comprende además: el dispositivo
controlador capaz de aceptar una o más señales externas y emitir una
o más señales de tren de impulsos en respuesta; comprendiendo dicho
dispositivo generador de impulsos: una primera resistencia de carga
que está conectada a un nodo de alimentación de corriente continua,
y a un primer nodo de resistencia de carga; una segunda resistencia
de carga que está conectada a un primer nodo pasante y a un segundo
nodo de resistencia de carga; una tercera resistencia de carga que
está conectada a un nodo de salida y a un nodo divisor de tensión;
una cuarta resistencia de carga que está conectada a dicho nodo
divisor de tensión y a un nodo de tierra; un primer MOSFET de paso
que incluye una entrada que está conectada a dicho primer nodo de
resistencia de carga, una salida conectada a dicho primer nodo
pasante, y una entrada de carga que está conectada a un nodo de
sustitución en caliente, almacenando dicho primer MOSFET de paso una
corriente suministrada en dicho primer nodo de resistencia de carga;
un segundo MOSFET de paso que incluye una entrada que está conectada
a un nodo de entrada de regulador de baja tensión, una salida
conectada a un cuarto nodo pasante, y una entrada de carga que está
conectada a un tercer nodo pasante, almacenando dicho segundo MOSFET
de paso una corriente alimentada a dicho nodo de entrada de
regulador de baja tensión; un tercer MOSFET de paso que incluye una
entrada que está conectada a dicho segundo nodo de resistencia de
carga, una salida conectada a un segundo nodo pasante, y una entrada
de carga que está conectada a un nodo de salida de tensión
ajustable, almacenando dicho tercer MOSFET de paso una corriente
alimentada en dicho segundo nodo de resistencia de carga; un primer
duplicador de tensión que incluye entradas conectadas a dicho nodo
de alimentación de corriente continua y a dicho nodo de tierra,
dicho primer duplicador de tensión aumenta un nivel de tensión de
corriente continua de entrada; un segundo duplicador de tensión que
incluye entradas conectadas a dicho nodo de entrada de regulador de
baja tensión y a dicho nodo de tierra y una salida que está
conectada a un nodo de salida de tensión de dieciocho voltios, dicho
segundo duplicador de tensión aumenta un nivel de tensión de
corriente continua de entrada; un tercer duplicador de tensión que
incluye entradas conectadas a dicho nodo de salida de tensión
positiva ajustable y a dicho nodo de tierra y una salida que está
conectada a dicho nodo de entrada regulador de baja tensión, dicho
tercer duplicador de tensión aumenta un nivel de tensión de
corriente continua de entrada; un controlador de sustitución en
caliente que incluye entradas que están conectadas a dicho nodo de
alimentación de corriente continua, a dicho primer nodo de
resistencia de carga, y a dicho nodo de tierra, y una salida que
está conectada a dicho nodo de sustitución en caliente, con dicho
controlador de sustitución en caliente detectando una corriente en
dicha primera resistencia de carga y proporcionando una salida de
tensión cero si no existe condición de carga o sobrecarga a través
de dicha primera resistencia de carga; un supresor de tensión
transitoria conectado a través de dicho nodo de alimentación de
corriente continua y dicho nodo de tierra; un primer amplificador
operacional de precisión que incluye entradas que están conectadas a
dicho primer nodo pasante y a dicho segundo nodo de resistencia de
carga y una tensión de referencia es recibida desde un nodo de baja
tensión, dicho primer amplificador operacional de precisión recibe
tensión a través de una segunda resistencia de carga y proporciona
una salida de monitor de corriente, proporcionando dicha salida de
monitor de corriente una medición de corriente relacionada a un
nivel de corriente en dicha segunda resistencia de carga; un
interruptor de corriente de MOSFET que incluye una entrada que está
conectada a dicho segundo nodo pasante, una salida que está
conectada a dicho nodo de salida, y una entrada de control que está
conectada a un nodo de entrada de interruptor de corriente, dicho
interruptor de corriente de MOSFET es capaz de ser desconectado y
conectado a fin de crear una salida de ten de impulsos; un
controlador de conmutación de MOSFET que incluye una entrada que
está conectada a un nodo de salida de aislador, una salida que está
conectada a dicho nodo de entrada de interruptor de corriente, y una
entrada de carga que está conectada a dicho tercer nodo pasante,
dicho controlador de conmutación de MOSFET controla dicho
interruptor de corriente de MOSFET en respuesta a dicha o dichas
señales de tren de impulsos procedentes de dicho dispositivo
controlador; un dispositivo de ajuste de tensión capaz de generar un
nivel de tensión variable en respuesta a una entrada de usuario; un
regulador de tensión positiva ajustable que incluye una entrada que
está conectada a dicho segundo nodo de resistencia de carga, una
salida que está conectada a dicho nodo de salida de tensión
ajustable, y una entrada de control que está conectada a dicho nodo
de entrada de tensión ajustable y a dicho dispositivo de ajuste de
tensión, dicho regulador de tensión positiva ajustable recibe una
alimentación de tensión duplicada y dicho nivel de tensión variable
desde dicho dispositivo de ajuste de tensión y proporciona un nivel
de tensión ajustado manualmente a dicho interruptor de corriente de
MOSFET; un aislador óptico digital que está conectado a dicho cuarto
nodo pasante, a dicho nodo de salida del aislador, y a dicho puerto
de entrada de impulsos, dicho aislador óptico digital recibe una
entrada de corriente continua regulada de baja tensión y una señal
de tren de impulsos desde un puerto de entrada de impulsos y
controla dicha entrada de corriente continua regulada de baja
tensión de acuerdo con dicha señal de tren de impulsos; un divisor
de tensión conectado a través de dicho nodo de salida y dicho nodo
de tierra de dicho dispositivo generador de impulsos, comprendiendo
dicho divisor de tensión una tercera resistencia de carga conectada
a dicho nodo de salida y a un nodo divisor de tensión, y una cuarta
resistencia de carga conectada a dicho nodo divisor de tensión y a
dicho nodo de tierra; y un segundo amplificador operacional de
precisión que está conectado a dicho nodo divisor de tensión y a
dicho nodo de tierra; y que recibe como entradas una entrada
regulada de dieciocho voltios y una tensión de salida dividida desde
dicho nodo divisor de tensión y emite una señal de medición de
tensión en un puerto de monitor de tensión, en que dicha señal de
medición de tensión está relacionada a una tensión de salida de
dicho dispositivo generador de impulsos en dicho nodo de salida.
24. El generador de impulsos controlable según
la reivindicación 23ª, en el que dicho dispositivo controlador
comprende además dicha interfaz de comunicación capaz de comunicar
con uno o más dispositivos externos.
25. El generador de impulsos controlable según
la reivindicación 23ª, en el que dicho dispositivo controlador
comprende además dicho oscilador que genera una forma de onda de
referencia de precisión.
26. El generador de impulsos controlable según
la reivindicación 23ª, en el que dicho dispositivo controlador
comprende además una alimentación de corriente que proporciona
corriente eléctrica.
27. El generador de impulsos controlable según
la reivindicación 23ª, en el que dicho dispositivo controlador
comprende además: dicha interfaz de comunicación capaz de comunicar
con uno o más dispositivos externos y recibir dicha o dichas
demandas de tren de impulsos; una interfaz de señal que incluye al
menos un puerto de señal para recibir una o más señales externas; y
dicho procesador que ejecuta una rutina de control, que comunica con
dicha interfaz de comunicación, que recibe una forma de onda de
referencia de precisión procedente de un oscilador, que recibe dicha
o dichas demandas de tren de impulsos procedentes de dicha interfaz
de comunicación, y que genera una o más órdenes de tren de impulsos
en respuesta dicha o dichas demandas de tren de impulsos.
28. El generador de impulsos controlable según
la reivindicación 23ª, en el que dicho dispositivo controlador
comprende además un dispositivo disparador capaz de proporcionar una
señal de disparo a dicho dispositivo externo en funcionamiento.
\newpage
29. El generador de impulsos controlable según
la reivindicación 23ª, en el que dicho dispositivo controlador
comprende además una interfaz de salida capaz de transmitir dicha o
dichas señales de tren de impulsos a dicho dispositivo generador de
impulsos.
30. El generador de impulsos controlable según
la reivindicación 23ª, en el que dicho dispositivo controlador
comprende además una interfaz de señal que incluye al menos un
puerto de señal para recibir una o más señales externas.
31. El generador de impulsos controlable según
la reivindicación 23ª, en el que dicho dispositivo controlador
comprende además: dicho procesador; y comunicando dicho procesador
de señal con dicho procesador y recibiendo una o más órdenes de tren
de impulsos desde dicho procesador, que comunica con una interfaz de
señal y que recibe una o más señales externas, y que genera y
transmite dicha una o más señales de tren de impulsos a una interfaz
de salida, transmitiendo dicha interfaz de salida dicha o dichas
señales de tren de impulsos a dicho dispositivo generador de
impulsos.
32. Un método para proporcionar una salida de
tren de impulsos ajustable, de alta tensión, de alta intensidad que
comprende las operaciones de recibir en un dispositivo controlador
(103) una o más demandas de tren de impulsos desde un dispositivo
externo; recibir en dicho dispositivo controlador (103) una o más
señales externas; generar en dicho dispositivo controlador (103) una
o más señales de tren de impulsos en respuesta a una o más demandas
de tren de impulsos y dicha o dichas señales externas; transmitir
dicha o dichas señales de tren de impulsos a un generador de
impulsos; generar en dicho generador de impulsos tanto una salida de
tren de impulsos de alta tensión ajustable como de alta intensidad
también ajustable correspondiente a dicha o dichas señales de tren
de impulsos; caracterizado porque la salida del tren de
impulsos es sincronizada con una señal de disparo procedente de un
dispositivo disparador (136), en el que la señal de disparo es
efectiva para cambiar un estado de realización de una operación
predeterminada del dispositivo externo en funcionamiento (300).
33. El método según la reivindicación 32ª, que
comprende además la operación de proporcionar dicha salida de tren
de impulsos a un dispositivo en funcionamiento.
34. El método según la reivindicación 32ª, que
comprende además la operación de proporcionar una señal de disparo a
un dispositivo en funcionamiento.
35. El método según la reivindicación 32ª, que
comprende además la operación de recibir una señal de realimentación
desde un dispositivo en funcionamiento y emplear dicha señal de
realimentación en la operación de generar dicha o dichas señales de
tren de impulsos.
36. El método según la reivindicación 32ª, que
comprende además la operación de recibir un impulso externo y
generar una señal de tren de impulsos que sustancialmente reproduce
dicho impulso externo.
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