ES2302528T3 - Metodo y aparato para la proteccion del circuito de supervision de una condicion de fallo. - Google Patents
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Abstract
Un circuito de vigilancia (36, 36¿, 36¿) que consta de: un circuito de protección de entrada (38, 38¿, 38¿) que consta de: una primera entrada (31, 42, 72); y una segunda entrada (33, 44, 74) conectada a tierra; y una sección de salida aislada (34) que consta de un aislador conectado ópticamente (24) conectado al circuito de protección de entrada (38, 38¿, 38¿) a través de un nódulo de control (37, 37¿, 37¿), la sección de salida aislada (34) configurada para producir una primera señal de salida al ocurrir una circunstancia de disparo que consta de una conexión seca entre la primera entrada (31, 42, 72) y la segunda entrada (33, 44, 74); caracterizado por un dispositivo de interrupción por fallo (39) conectado entre la primera entrada (31, 42, 72) y el nódulo de control (37, 37¿, 37¿), el dispositivo de interrupción por fallo (39) consta de un elemento de coeficiente de temperatura positiva (¿PTC¿) reajustable (50, 70) configurado para ajustar la corriente que fluye a través del mismo a un nivel predeterminado una vez disparado para proteger el circuito de vigilancia (36, 36¿, 36¿) contra una condición de fallo en la primera entrada (31, 42, 72), en la cual el circuito de vigilancia (36, 36¿, 36¿) está configurado para generar una segunda señal de salida que tiene una forma de impulsos en respuesta a una presencia de una condición de fallo que consta de una señal periódica en la primera entrada (31, 42,72).
Description
Método y aparato para la protección del circuito
de supervisión de una condición de fallo.
La presente invención se refiere en general a
circuitos de supervisión. Más específicamente, la presente
invención se refiere a un dispositivo y un método para la
protección contra fallo de los circuitos de supervisión.
Los circuitos de supervisión se usan para
proporcionar una indicación de que ha ocurrido una circunstancia
predeterminada. Por ejemplo, circuitos de supervisión pueden estar
incluidos en un sistema de alarma para proporcionar una señal a un
controlador dentro del sistema de alarma cuando se detecta un
disparador de acontecimientos.
Para los propósitos de discusión, la figura 1
muestra un circuito de supervisión (10) a modo de ejemplo
configurado para detectar una conexión externa entre los nódulos de
entrada (12 y 14) en el cierre de un conmutador. Como se apreciará
por una persona con conocimientos corrientes en la técnica, una
circunstancia de este tipo se conoce en la técnica como un
"contacto seco" o una "conexión seca" porque no se aplica
ninguna fuente de potencia externa ni al nódulo de entrada (12) ni
al (14). En otras palabras, en el ejemplo mostrado, las señales
"ALARMA+" y "ALARMA COM" se conectan externamente. El
circuito de supervisión (10), del modo indicado, además consta de
los diodos (16, 18), el elemento resistivo (20) y a modo de ejemplo
una sección de salida 34 aislada. La sección de salida aislada
(34) incluye un elemento resistivo (22) y un aislador (24)
conectado ópticamente. El aislador (24) consta de un diodo de
emisión luminosa ("LED") (26) y un fototransistor (28). Para
propósitos de este ejemplo, el elemento resistivo (20) puede ser de
aproximadamente 620 Ohmios y el elemento resistivo (22) puede ser
de aproximadamente 20.000 Ohmios. Del modo indicado en la figura
1, el nódulo de entrada (14) está conectado a tierra. El nódulo de
entrada (12) está conectado tanto al ánodo del diodo (16) como al
cátodo del LED (26). El cátodo del diodo (16) está conectado al
ánodo del LED (26) y a una señal de (12) V dc a través de una
conexión en serie del diodo (18) y a un elemento resistivo (20).
El emisor del fototransistor (28) está conectado a tierra y su
colector está conectado a una señal de 5 V dc a través del elemento
resistivo (22). El colector del fototransistor 28 está conectado al
elemento resistivo (22) en un nódulo de salida 30 que produce una
señal de salida (por ejemplo "Alarm_in").
El aislador (24) y los diodos (16, 18)
proporcionan protección al circuito de supervisión (10) al igual
que a los circuitos externos (no indicados). El aislador conectado
ópticamente (24) proporciona un aislamiento eléctrico entre los
circuitos de acontecimientos externos (no indicados) conectados a
los nódulos de entrada (12, 14) y un sistema de supervisión externo
(no indicado) conectado al nódulo de salida (30). El diodo (16)
protege el LED (26) de cualquier pico de tensión negativo que puede
ocurrir en el nódulo de entrada (12). El diodo (18) evita que se
saque corriente del circuito externo conectado al nódulo de entrada
(12) en el caso de que falle la fuente de potencia que suministra
la señal de 12 V dc.
Cuando los nódulos de entrada (12 y 14) han sido
puestos en cortocircuito externamente, se crea una vía eléctrica
entre la señal de 12 V dc y tierra a través del diodo (18), el
elemento resistivo (20) y el LED (26). Por tanto, aproximadamente
16 mA de la corriente fluye a través del LED (26), conectando el
fototransistor (28) y sujetando el elemento resistivo (22) a
tierra. La tierra en el nódulo de salida (30) indica que ha ocurrido
la circunstancia de cortocircuito. A la inversa, cuando los nódulos
de entrada (12 y 14) no se han puesto en cortocircuito, la
corriente no puede fluir a través del LED (26), el fototransistor
(28) no se conecta y el nódulo de salida (30) permanece en 5 V
dc.
El circuito de supervisión (10) se puede usar,
por ejemplo, en un sistema de alarma contra incendios que cierra
un conmutador de contacto seco y crea una conexión entre los
nódulos de entrada (12 y 14) cuando una señal apropiada indica un
fuego. Sin embargo, no todos los sistemas de alarma contra
incendios, o circuitos asociados con ello, están configurados
exactamente de la misma forma. Por ejemplo algunos sistemas de
alarma contra incendios pueden proporcionar una señal de 12 V dc,
de 24 V dc, de 28 V ac o de 120 V ac en lugar de un contacto seco
cuando se detecta un incendio. Debido a las diferentes formas en
que los sistemas de alarma pueden estar configurados, a menudo se
pueden instalar de modo incorrecto, dando como resultado una
condición de fallo que surge dentro del circuito de supervisión
(10).
Del modo usado en este documento, una
"condición de fallo" puede incluir una condición de
sobre-tensión o de sobre-corriente
que puede causar daños a los elementos del circuito. Además, una
condición de fallo puede incluir, por ejemplo, una señal que está
proporcionada como una corriente alterna o "AC" cuando se desea
o se espera una señal de corriente continua o "DC". Como se
reconocerá por aquellos con conocimientos corrientes en la técnica,
una señal de AC tiene oscilaciones periódicas en las cuales habrá
un medio ciclo positivo y un medio ciclo negativo en cada
período.
Por tanto, por ejemplo, y refiriéndose de nuevo
a la figura 1, una condición de fallo puede estar presente en la
forma de una señal de sobre-tensión en los nódulos
de entrada (12, 14). Una señal de sobre-tensión de
este tipo puede causar daños al circuito de supervisión (10) y dar
como resultado una operación incorrecta del sistema de alarma. Por
ejemplo, si se aplica una señal de 120 V ac al nódulo de entrada
(12), el diodo (18) conducirá sobre el medio ciclo negativo de la
señal. La corriente que fluye a través del diodo (18), el elemento
resistivo (20) y el LED (26) solo estarán limitados por el valor
del elemento resistivo (20) (por ejemplo por aproximadamente 620
Ohmios en el ejemplo de corriente) y puede destruir las huellas del
circuito y el LED (26), dejando el circuito inoperable. Un daño de
este tipo es costoso y puede causar un daño adicional a la vida y
la propiedad si la conexión defectuosa no se descubre antes de la
presencia de un incendio.
Por tanto, a la vista de los fallos en la
técnica, sería ventajoso desarrollar una técnica y un dispositivo
para la protección de los circuitos de supervisión de condiciones
defectuosas. También sería ventajoso desarrollar una técnica y un
dispositivo para proporcionar una indicación de la presencia de una
condición de fallo de modo que se pudiera remediar de modo
apropiado.
DD229261 da a conocer un circuito de protección
para la protección de un dispositivo conector
opto-eléctrico desde una entrada de alta tensión,
el circuito de protección consta de un transistor configurado para
dividir una corriente de entrada a unas tensiones elevadas de modo
que solo una porción de la corriente de entrada fluye a través del
dispositivo conector opto-eléctrico.
De acuerdo con la presente invención, se
proporciona un circuito de vigilancia y un método para la
protección de un circuito de vigilancia del modo definido en las
reivindicaciones independientes adjuntas, a las que se debería
referir ahora. Las formas de la presente invención se definen en las
reivindicaciones dependientes adjuntas a las que también se
debería referir ahora.
La presente invención se refiere a métodos y
aparatos para mejorar la protección contra fallos en un circuito de
vigilancia.
Un circuito de vigilancia con una protección
contra fallo mejorada de acuerdo con la presente invención,
incluye un circuito de protección de entrada con una primera
entrada conectada a una sección de salida en un nódulo de control.
El circuito de protección de entrada incluye un dispositivo de
interrupción por fallo configurado para proteger el circuito de
vigilancia limitando la corriente que fluye entre la primera
entrada y el nódulo de control. El dispositivo de interrupción por
fallo incluye un elemento fusible para interrumpir la corriente que
fluye a través de la primera entrada y el nódulo de control, el
elemento fusible consta de un dispositivo de coeficiente de
temperatura positivo ("PTC")
reajustable configurado para ajustar la corriente que fluye a través de ello a un nivel predefinido una vez que se dispara.
reajustable configurado para ajustar la corriente que fluye a través de ello a un nivel predefinido una vez que se dispara.
En una forma de la presente invención, el
dispositivo de interrupción por fallo puede incluir un primer diodo
y elementos resistivos térmicamente conectados en serie a un
dispositivo PTC para bloquear una tensión de fallo en la primera
entrada y limitar más la corriente que fluye entre la primera
entrada y el nódulo de control. La interrupción por fallo también
puede incluir un segundo diodo conectado entre el nódulo de control
y una segunda entrada del dispositivo de protección de entrada para
limitar la tensión en el nódulo de control.
En otra forma de la presente invención, el
dispositivo de interrupción por fallo puede incluir un elemento
resistivo térmicamente conectado a un dispositivo PTC para ayudar
en el disparo del dispositivo PTC y limitar más la corriente que
fluye entre la primera entrada y el nódulo de control. El
dispositivo de interrupción por fallo también puede incluir un
diodo de rotura conectado entre el nódulo de control y una segunda
entrada del dispositivo de protección de entrada para controlar la
tensión en el nódulo de control.
Otras características y ventajas de la presente
invención se harán aparentes para aquellos con conocimientos
corrientes en la técnica por la consideración de la descripción que
sigue, los dibujos adjuntos y las reivindicaciones adjuntas.
En los dibujos, que ilustran lo que se considera
en la actualidad como los mejores modos para llevar a cabo la
invención:
La figura 1 es un diagrama esquemático de un
circuito de vigilancia que incluye una sección de salida aislada a
modo de ejemplo;
La figura 2 es un diagrama de bloques de la
sección de salida aislada de la figura 1 conectada a un circuito de
protección de entrada configurado para limitar o retirar una
condición de fallo que se ha presentado en su entrada;
La figura 3 es un diagrama esquemático de
acuerdo con la presente invención de la sección de salida aislada
de la figura 1 conectada a un circuito de protección de entrada
que consta de un dispositivo de coeficiente de temperatura positiva
("PTC") conectado en serie con un diodo y un elemento
resistivo para bloquear o limitar una condición de fallo, y un
diodo para limitar una tensión en un nódulo de control;
La figura 4 es un diagrama esquemático de
acuerdo con la presente invención de la sección de salida aislada
de la figura 1 conectada a un circuito de protección de entrada
que consta de un dispositivo PTC conectado térmicamente a un
elemento resistivo y un diodo de rotura para controlar la tensión
en un nódulo de control; y
La figura 5 es un diagrama de bloques de un
sistema de alarma que usa un controlador local con un circuito de
vigilancia mejorado de acuerdo con la presente invención.
La figura 2 muestra un diagrama de bloques de un
circuito de vigilancia (36) que consta de una sección de salida
aislada (34) a modo de ejemplo, tal como la sección de salida
aislada (34) mostrada en la figura 1, conectada a un circuito de
protección de entrada (38) en un nódulo de control (37). El
circuito de protección de entrada (38) está configurado para
proporcionar una sección de salida aislada (34) con una vía
eléctrica a tierra cuando los nódulos de entrada (31, 33)
(correspondientes con las señales de "ALARMA+" y "ALARMA
COM", respectivamente) se han puesto en cortocircuito
externamente. El circuito de protección de entrada (38) incluye un
dispositivo de interrupción de fallo (39) conectado entre el nódulo
de entrada (31) y un nódulo de control (37). El nódulo de entrada
(33) está conectado a tierra y puede también estar conectado al
dispositivo de interrupción de fallo (39), del modo representado
por la línea de trazos (35).
El dispositivo de interrupción por fallo (39)
está configurado para proteger el circuito de vigilancia (36) de
una condición de fallo presentada en el nódulo de entrada (31).
Esto se puede llevar a cabo por el bloqueo de una tensión de fallo
en el nódulo de entrada (31), limitando la corriente que fluye
entre el nódulo de entrada (31) y un nódulo de control (37) y/o
controlando la tensión en el nódulo de control (37). El circuito de
vigilancia (36) también puede estar configurado para generar una
señal sensorial en respuesta a la condición de fallo que se detecta
en el nódulo de entrada (31). Además, esta señal sensorial puede
ser emitida como una señal (por ejemplo a través de la salida
"Alarm_in") para proporcionar una indicación a los circuitos
externos o el equipo de vigilancia de que existe una condición de
fallo.
A modo de ejemplo, el dispositivo de
interrupción por fallo (39) puede ser un fusible configurado para
quemarse, creando por tanto un circuito abierto, cuando la
corriente que pasa a través de ello alcanza un nivel de umbral
predeterminado. Alternativamente, el dispositivo de interrupción
por fallo (39) puede ser un fusible reajustable que esta
configurado para permitir que fluya corriente a través de ello una
vez que se haya retirado la condición de fallo del nódulo de
entrada (31). Por ejemplo, un dispositivo de interrupción por
fallo (39), de acuerdo con una forma de la presente invención,
puede ser un elemento de coeficiente de temperatura positivo
("PTC") tal como el dispositivo PTC, Poliswitch de la
Corporación Raychem. Como tal, el dispositivo de interrupción por
fallo (39) puede estar configurado para limitar fuertemente la
corriente que pasa a través del mismo a medida que su temperatura
se incrementa por encima de una gama de temperatura relativamente
pequeña. Tales dispositivos PTC se conocen en la técnica como
dispositivos de protección de circuitos que limitan la corriente
por el incremento de su resistencia cuando se disparan por una
corriente aplicada por encima de un umbral predeterminado, y se
reajustan para crear de nuevo una condición de circuito cerrado
cuando la corriente que excede la condición de umbral se retira.
Además, el dispositivo de interrupción por fallo (39) puede ser un
fusible o un elemento PTC en combinación con otros elementos de
circuito para limitar la tensión y la corriente a niveles
aceptables dentro del circuito de vigilancia (36). Para generar la
señal sensorial, el dispositivo de interrupción por fallo (39)
puede estar configurado para dispararse y reajustarse a una tasa
definida para crear una señal de impulsos detectable a través de la
salida "Alarm_in".
La figura 3 muestra un diagrama esquemático de
un circuito de vigilancia (36') de acuerdo con una forma de la
presente invención. El circuito de vigilancia (36') consta de un
circuito de protección de entrada (38') conectado a la sección de
salida aislada (34) de la figura 1. El circuito de protección de
entrada (38') consta de los nódulos de entrada (42, 44), los diodos
(46, 48), el elemento resistivo (52) y el dispositivo PTC (50).
Para propósitos de ilustración, el dispositivo PTC (50) puede estar
configurado para limitar la corriente que pasa a través del mismo
en su estado disparado a, por ejemplo, aproximadamente 85 mA y el
elemento resistivo (52) puede ser, por ejemplo, de aproximadamente
470 Ohmios.
Del modo indicado en la figura 3, el cátodo del
diodo (46) está conectado al nódulo de entrada 42 y el ánodo del
diodo (46) está conectado al control de nódulo (37') a través del
dispositivo PTC (50) conectado en serie con el elemento resistivo
(52). El ánodo del diodo (48) está conectado a tierra en el nódulo
de entrada (44) y el cátodo del diodo (48) está conectado al nódulo
de control (37'). El ánodo del LED (26) está conectado a una señal
de 12 V de y su cátodo está conectado al nódulo de control (37').
Cuando el contacto seco se lleva a cabo externamente entre los
nódulos de entrada (42 y 44), se crea una vía eléctrica entre la
señal de 12 V de y tierra a través del LED (26), el elemento
resistivo (52), el dispositivo PTC (50) y el diodo (46). Por tanto,
por ejemplo, aproximadamente 20 mA de corriente pueden fluir a
través del LED (26), conectando el fototransistor (28) y sujetando
el elemento resistivo (22) a tierra en el nódulo de salida (30). La
tierra en el nódulo de salida (30) se emite como una señal
"Alarm_in" para indicar que ha ocurrido una circunstancia de
cortocircuito. A la inversa, cuando los nódulos de entrada (42 y
44) no se han puesto en cortocircuito, no hay vía eléctrica de la
señal de 12 V dc a tierra, la corriente no puede fluir a través del
LED (26), el fototransistor (28) no se conecta y el nódulo de
salida (30) permanece a 5 V dc.
Del modo tratado anteriormente, al nódulo de
entrada (42) se le puede presentar inadvertidamente una condición
de fallo, tal como, por ejemplo, una señal de 120 V ac. El diodo
(46) está configurado para bloquear hasta aproximadamente 200
Voltios de pico. Por tanto, durante el medio ciclo positivo de la
señal de 120 V ac, la sobre-tensión estará
bloqueada en el nódulo de entrada (42) y la corriente no fluirá a
través de los diodos (46, 48). Por tanto, el LED (26) no conducirá
corriente, el fototransistor (28) no se conectará y el nódulo de
salida (30) permanecerá a 5 V dc.
\newpage
Sin embargo, durante el ciclo negativo de la
señal de 120 V ac, el diodo (46) conducirá aproximadamente 250 mA
de pico de corriente, limitado solo por el elemento resistivo (52)
y el dispositivo PTC (50). Esta corriente es suficiente para
sobrecalentar y disparar el dispositivo PTC (50). El dispositivo
PTC (50), en su estado disparado, limita la corriente a un nivel
seguro de, por ejemplo, aproximadamente 85 mA, protegiendo el
circuito de vigilancia (36') contra daños. Además, el diodo (48)
protege el LED (26) por la sujeción de su cátodo a tierra. Con el
nódulo de control (37') conectado a tierra a través del diodo (48),
el LED (26) emitirá luz, conectando el fototransistor 28 y
sujetando el nódulo de salida (30) a tierra. Por tanto, durante el
medio ciclo negativo de la señal de 120 V ac, la señal
"Alarm_in" estará en el potencial a tierra, y durante el medio
ciclo positivo de la señal de 120 V ac, la señal "Alarm_in"
estará a 5 V dc. Suponiendo que la señal de 120 V ac oscila a 60
Hz, la señal "Alarm_in" alternará entre 5 V dc y tierra
aproximadamente cada 17 milisegundos. Por tanto, la señal de
"Alarm_in" alternante emitida por el nódulo de salida (30)
proporciona una indicación al circuito externo de que existe una
condición de fallo, permitiendo que se lleven a cabo correcciones a
cualquier cableado incorrecto u otra condición defectuosa sin que
se causen daños al circuito de vigilancia (36') o a cualquier
circuito externo (no indicado) conectado al nódulo de salida
(30).
(30).
Además de las ventajas descritas previamente,
otra ventaja del circuito de vigilancia (36') sobre el circuito de
vigilancia (10) del ejemplo de la figura 1 incluye la capacidad del
circuito de vigilancia (36') de continuar funcionando para
proporcionar una indicación de una circunstancia de disparo incluso
si el nódulo de entrada (42) está conectado por error a una señal
de 120 V ac en lugar del nódulo de entrada (44) durante la
circunstancia de disparo. Esta característica puede ser esencial en
la situación, por ejemplo, donde el circuito de vigilancia (36')
está incluido en un sistema de alarma para detectar, por ejemplo,
la presencia de un incendio.
En contra-distinción, si el
circuito de vigilancia (10) del ejemplo (figura 1) estuviera sujeto
a una condición de fallo de este tipo, las porciones del circuito
de vigilancia (10) del ejemplo pueden ser destruidas, dejando una
señal de 5 V de en el nódulo de salida (30) y no proporcionando
ninguna indicación de que haya ocurrido una circunstancia de
disparo (en este ejemplo un incendio detectado por un dispositivo
sensor de incendios externo), dejando con ello el sistema de
alarma incapaz de cumplir con su uso previsto de proteger la vida,
la salud y la propiedad.
Refiriéndose ahora a la figura 4, se muestra un
diagrama esquemático de un circuito de vigilancia (36'') de acuerdo
con otra forma de la presente invención. El circuito de vigilancia
(36'') consta de un circuito de protección de entrada (38'')
conectado a la sección de salida aislada (34) de la figura 1. El
circuito de protección de entrada (38'') consta de los nódulos de
entrada (72, 74), los diodos (76, 78), el elemento resistivo (68),
el dispositivo PTC (70) y el diodo de rotura (80). Como se ha usado
aquí, el diodo de rotura (80) también se conoce como diodo Zener
(80). Para propósitos de ilustración en la explicación de la
operación del circuito de protección de entrada (38''), el
dispositivo PTC (70) puede estar configurado para limitar la
corriente que pasa a través de ello en su estado disparado a
aproximadamente 85 mA, el elemento resistivo (68) puede ser de
aproximadamente 470 Ohmios y el diodo Zener (80) puede tener una
tensión Zener de aproximadamente 17,1 V dc, aunque otros valores
característicos pueden aplicarse dependiendo de la aplicación
específica del circuito de vigilancia (36'') como se apreciará por
aquellos con conocimientos corrientes en la técnica.
Del modo indicado en la figura 4, el dispositivo
PTC (70) y el elemento resistivo (68) están conectados en serie
entre el nódulo de entrada (72) y el nódulo de control (37''). El
dispositivo PTC (70) y el elemento resistivo (68) también están en
contacto térmico entre sí. Por la conexión térmica del dispositivo
PTC (70) y el elemento resistivo (68), el tiempo de disparo del
dispositivo PTC (70) se puede mejorar ampliamente porque el calor
generado por la corriente que pasa a través del elemento resistive
(68) ayudará en el calentamiento del dispositivo PTC (70). El ánodo
del diodo Zener (80) está conectado a tierra en un nódulo de
entrada (74) y su cátodo está conectado al ánodo del diodo (76) y
el cátodo del LED (26) en el nódulo de control (37''). Los cátodos
de los diodos (76 y 78) están conectados cada uno al ánodo del LED
(26). El ánodo del diodo (78) está conectado a una señal de 12 V
dc. Cuando se hace el contacto seco externamente entre los nódulos
de entrada (72 y 74), se crea una vía eléctrica entre la señal de
12 V dc y tierra a través del diodo (78), el LED (26), el elemento
resistivo (68) y el dispositivo PTC (70). La corriente que fluye a
través del LED (26) conecta el fototransistor (28), sujetando el
elemento resistivo (22) a tierra en el nódulo de salida (30). La
tierra en el nódulo de salida (30) se emite como una señal
"Alarm_in" para indicar que el contacto seco entre los nódulos
de entrada (72 y 74) se ha hecho. A la inversa, cuando los nódulos
de entrada (72 y 74) no se han puesto en cortocircuito, no hay vía
eléctrica de la señal de 12 V dc a tierra, el LED (26) no emite
luz, el fototransistor (28) no se conecta y el nódulo de salida
(30) permanece a 5 V dc.
Los diodos (76, 78) proporcionan protección al
circuito de vigilancia (36'') al igual que los circuitos externos.
El diodo (76) protege el LED (26) de cualquier pico de tensión
negativo que pueda ocurrir en el nódulo de control (37''). El diodo
(78) evita que se saque corriente de los circuitos externos
conectados al nódulo de entrada (72) en el caso de que la fuente de
potencia que proporciona la señal de 12 V dc falle.
Del modo tratado anteriormente, el nódulo de
entrada (72) puede ser presentado inadvertidamente con una
condición de fallo, tal como una señal de 120 V ac. Durante el
medio ciclo positivo de la señal de 120 V ac, el diodo Zener (80)
operará en su región de rotura para sujetar el nódulo de control
(37'') a aproximadamente 17 V dc (basado en los valores
característicos del ejemplo expuestos previamente). Con el nódulo
de control 37'' sujetado a aproximadamente 17 V dc, el LED (26) no
emitirá luz, el fototransistor (28) no se conectará y el nódulo de
salida (30) permanecerá a 5 V dc.
Durante el medio ciclo negativo de la señal de
120 V ac, el diodo Zener (80) ya no opera en la región de rotura y
sujeta el nódulo de control (37'') a tierra con eficacia,
protegiendo por tanto el LED (26). La corriente que fluye a través
del elemento resistivo (68) y el dispositivo PTO (70) generará
suficiente calor para disparar el dispositivo PTO (70), limitando
su corriente a aproximadamente 85 mA para proteger el circuito de
vigilancia (36'') de daños. Con el nódulo de control (37'')
conectado a tierra, el LED (26) emitirá luz, conectando el
fototransistor (28) y sujetando el nódulo de salida (30) a tierra.
Por tanto, durante el medio ciclo negativo de la señal de 120 V ac,
la señal "Alarm_in" estará en el potencial de tierra y durante
el medio ciclo positivo, la señal de "Alarm_in" estará a 5 V
dc. Suponiendo que la señal de 120 V ac oscila a 60 Hz, la señal
"Alarm_in" alternará entre 5 V dc y tierra aproximadamente
cada 17 milisegundos. Por tanto, la señal alternante Alarm_in
emitida por el nódulo de salida (30) proporciona una indicación de
que existe una condición de fallo, permitiendo que se lleven a cabo
correcciones en cualquier cableado incorrecto u otra condición de
fallo sin causar daños al circuito de vigilancia (36'') o cualquier
circuito externo (no indicado) conectado al nódulo de salida
(30).
El circuito de vigilancia (36'') en general
incluye todas las ventajas descritas anteriormente del circuito de
vigilancia (36') de la figura 3. Además, el circuito de vigilancia
(36'') elimina la necesidad de la conexión de un diodo grande y
caro al nódulo de entrada (42). En algunas aplicaciones, se puede
requerir que el diodo (46) del circuito de vigilancia (36') (figura
3) cumpla con unos requerimientos de descarga estática rigurosos
tales como, por ejemplo, 20 impulsos positivos y 20 impulsos
negativos de 100 a 2.400 V de a aproximadamente 1,2 Julios. Por
tanto, para ajustarse a tales requerimientos, el diodo (46) puede
ser relativamente grande y caro. Como indica la operación
anteriormente indicada del circuito de vigilancia (36''), no se
requiere la conexión de un diodo al nódulo de entrada (72) de la
figura 4, eliminando con ello un problema de este tipo.
Refiriéndose ahora a la figura 5, se muestra un
diagrama de bloques de un sistema de alarma (84) que usa un
circuito de vigilancia (86) de acuerdo con la presente invención.
El sistema de alarma (84) consta de un controlador local (88), unos
dispositivos de entrada (90), unos dispositivos de salida (92) y
unos dispositivos periféricos (94). El controlador local (88)
consta de un circuito de vigilancia (86) conectado a unos
dispositivos de entrada (90). El circuito de vigilancia (86) puede
constar de cualquiera de las formas (36, 36' o 36'') descritas
previamente en conexión con las figuras de 2 a 4. El controlador
local (88) también puede incluir un procesador (96) y un
dispositivo de memoria (98) que procese y almacene unos parámetros
asociados con unas operaciones predeterminadas del sistema de alarma
(84).
Los dispositivos de entrada (90) pueden incluir,
a modo de ejemplo solo, unos sensores, conmutadores, conmutadores
de contacto seco, puestos de vigilancia o controladores
adicionales. Ejemplos más específicos de tales entradas pueden
incluir, por ejemplo: un sensor para detectar el calor, un sensor
para detectar el humo, un sensor para detectar el estado
abierto/cerrado de una puerta u otra estructura; un sensor para
detectar cuando hay una obstrucción en la vía de una puerta u otra
estructura mientras que la puerta/estructura se está cerrando, y
dispositivos asociados con un acceso de seguridad (por ejemplo una
entrada por teclado, lectores de tarjetas, dispositivos
biométricos, etc...).
Unos dispositivos de salida (92) pueden incluir,
a modo de ejemplo solo, unos actuadores, conmutadores,
indicadores, puestos de vigilancia o controladores adicionales.
Ejemplos más específicos de tales salidas pueden incluir por
ejemplo: un conmutador o actuador usado para parar el cierre de una
puerta u otra estructura, o para abrir la puerta/estructura durante
un período de tiempo predeterminado cuando ya está cerrado; un
actuador que causa que un pestillo cierre con seguridad una puerta
en una posición cerrada; un conmutador o actuador asociado con un
acceso de seguridad (por ejemplo entrada por teclado o lectores de
tarjeta); o indicadores tales como una bocina o una visualización
por LED que indica el estado de la corriente de una
puerta/estructura o del sistema de alarma (84).
Los dispositivos periféricos (94) pueden incluir
unos dispositivos adicionales de entrada o de salida tal como, por
ejemplo, aquellos usados en la configuración, el control o que
interactúan de otra forma con el controlador local (88) y pueden
además incluir los dispositivos de entrada (90) y de salida (92)
descritos anteriormente.
Mientras que la presente invención se ha dado a
conocer en términos de una forma a modo de ejemplo y variaciones de
ello, aquellos con conocimientos corrientes en la técnica
reconocerán y apreciarán que la invención no está tan limitada.
Aquellos con conocimientos corrientes en la técnica reconocerán y
apreciarán que se pueden implementar muchas adiciones, anulaciones
y modificaciones a la forma dada a conocer y sus variaciones sin
separarse del objetivo de la invención, del modo definido en las
reivindicaciones adjuntas.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de referencias citadas por el
solicitante se dirige únicamente a ayudar al lector y no forma
parte del documento de patente europea. Incluso si se ha procurado
el mayor cuidado en su concepción, no se pueden excluir errores u
omisiones y el OEB declina toda responsabilidad a este
respecto.
\bullet DD 229261 (0010)
Claims (20)
1. Un circuito de vigilancia (36, 36', 36'') que
consta de:
un circuito de protección de entrada (38, 38',
38'') que consta de:
una primera entrada (31, 42, 72); y
una segunda entrada (33, 44, 74) conectada a
tierra; y
una sección de salida aislada (34) que consta de
un aislador conectado ópticamente (24) conectado al circuito de
protección de entrada (38, 38', 38'') a través de un nódulo de
control (37, 37', 37''), la sección de salida aislada (34)
configurada para producir una primera señal de salida al ocurrir
una circunstancia de disparo que consta de una conexión seca entre
la primera entrada (31, 42, 72) y la segunda entrada (33, 44,
74);
caracterizado por un dispositivo de
interrupción por fallo (39) conectado entre la primera entrada
(31, 42, 72) y el nódulo de control (37, 37', 37''), el dispositivo
de interrupción por fallo (39) consta de un elemento de coeficiente
de temperatura positiva ("PTC") reajustable (50, 70)
configurado para ajustar la corriente que fluye a través del mismo
a un nivel predeterminado una vez disparado para proteger el
circuito de vigilancia (36, 36', 36'') contra una condición de
fallo en la primera entrada (31, 42, 72), en la cual el circuito de
vigilancia (36, 36', 36'') está configurado para generar una
segunda señal de salida que tiene una forma de impulsos en
respuesta a una presencia de una condición de fallo que consta de
una señal periódica en la primera entrada (31, 42,72).
2. El circuito de vigilancia (36, 36', 36'') de
la reivindicación 1, en el cual el dispositivo de interrupción por
fallo (39) está además conectado a la segunda entrada (33, 44,
74).
3. El circuito de vigilancia (36, 36', 36'') de
la reivindicación 1, en el cual el dispositivo de interrupción por
fallo (39) está además configurado para limitar una tensión en el
nódulo de control (37, 37') a un nivel predefi-
nido.
nido.
4. El circuito de vigilancia (36, 36', 36'') de
la reivindicación 1, en el cual el dispositivo de interrupción por
fallo (39) está además configurado para dispararse y reajustarse a
una tasa predeterminada para producir la señal de salida de
impulsos.
5. El circuito de vigilancia (36, 36', 36'') de
la reivindicación 4, en el cual la tasa predeterminada está
determinada por una tasa de oscilación periódica de la condición de
fallo en la primera entrada (31, 42, 72).
6. El circuito de vigilancia (36') de la
reivindicación 1, en el cual la condición de fallo consta de la
señal periódica que incluye un primer medio ciclo y un segundo
medio ciclo y en el cual el dispositivo de interrupción por fallo
(39) además consta de un primer diodo (46) y un elemento resistivo
(52) conectado en serie con el dispositivo PTC (50), el primer
diodo (46) está configurado para aislar el dispositivo PTC (50) de
la condición de fallo durante el primer medio ciclo de la condición
de fallo.
7. El circuito de vigilancia (36') de la
reivindicación 6, en el cual el dispositivo de interrupción por
fallo (39) además consta de un segundo diodo (48) conectado entre
el nódulo de control (37, 37') y la segunda entrada (44), el
segundo diodo (48) está configurado para limitar una tensión en el
nódulo de control (37, 37') durante el primer medio ciclo de la
condición de fallo.
8. El circuito de vigilancia (36'') de la
reivindicación 1, en el cual el dispositivo de interrupción por
fallo (39) además consta de un elemento resistivo (68) conectado en
serie con el dispositivo PTC (70), en el cual el elemento
resistivo (68) está también conectado térmicamente al dispositivo
PTC (70).
9. El circuito de vigilancia (36'') de la
reivindicación 8, en el cual la condición de fallo consta de la
señal periódica que incluye un primer medio ciclo y un segundo
medio ciclo y en el cual el dispositivo de interrupción por fallo
(39) además consta de un diodo de rotura (80) conectado entre el
nódulo de control (37, 37') y la segunda entrada (74), el diodo de
rotura (80) está configurado para limitar una tensión en el nódulo
de control (37, 37') en un primer nivel durante un primer medio
ciclo de la condición de fallo y en un segundo nivel durante el
segundo medio ciclo de la condición de fallo.
10. El circuito de vigilancia (36, 36', 36'') de
la reivindicación 1, en el cual la circunstancia de disparo ocurre
en respuesta a la detección de un incendio.
11. El circuito de vigilancia (36, 36', 36'') de
la reivindicación 1, en el cual el circuito de vigilancia (36,
36', 36'') está configurado como un componente de un controlador de
un sistema de alarma, y en el cual el controlador además consta de
un procesador (96) y un dispositivo de memoria (98).
\newpage
12. Un método para la protección de un circuito
de vigilancia (36, 36', 36'') del modo definido en la
reivindicación 1 contra una condición de fallo que consta de una
señal periódica que incluye unos medios ciclos primero y segundo en
la primera entrada (31, 42, 72) del circuito de vigilancia, el
método consta:
durante un primer medio ciclo de la condición de
fallo, de la limitación de una corriente entre la primera entrada
(31, 42, 72) y el nódulo de control (37, 37', 37'') a un nivel
predeterminado de corriente con un elemento de coeficiente de
temperatura positiva ("PTC") reajustable (50, 70) y del ajuste
de una tensión en el nódulo de control a un primer nivel de tensión
predeterminado; y de la generación de una segunda señal de salida
que consta de una forma de impulso en respuesta a la condición de
fallo en la primera entrada (31).
13. El método de acuerdo con la reivindicación
12, que además consta:
durante el primer medio ciclo de la condición de
fallo presente en la primera entrada (31, 42, 72), del bloqueo de
la tensión en la primera entrada (31, 42, 72) del circuito de
protección de entrada (38, 38', 38'').
14. El método de acuerdo con la reivindicación
13, en el cual el bloqueo de la tensión en la primera entrada (42)
consta del bloqueo de la tensión con un diodo (46).
15. El método de acuerdo con la reivindicación
13, en el cual el ajuste de la tensión en el nódulo de control
(37, 37') consta de pasar un potencial a tierra de una segunda
entrada (44) del circuito de protección de entrada (38, 38', 38'')
al segundo nódulo de control (37, 37') a través de un diodo
(48).
16. El método de acuerdo con la reivindicación
12, que además consta:
durante el primer medio ciclo de la condición de
fallo presente en la primera entrada (31, 42, 72), del ajuste de
la tensión en el nódulo de control (37, 37') a un segundo nivel de
tensión predeterminado.
17. El método de acuerdo con la reivindicación
16, en el cual el ajuste de la tensión en el nódulo de control
(37, 37') al primer nivel de tensión predeterminado consta de la
operación de un diodo de rotura (80) conectado entre el nódulo de
control (37, 37') y una segunda entrada (74) del circuito de
protección de entrada (38, 38', 38'') en una región de rotura.
18. El método de acuerdo con la reivindicación
17, en el cual el ajuste de la tensión en el nódulo de control (37,
37') a un segundo nivel de tensión predeterminado consta de pasar
un potencial a tierra de la segunda entrada (74) al nódulo de
control (37, 37') a través del diodo de rotura (80).
19. El método de acuerdo con la reivindicación
12, en el cual el disparo del dispositivo PTC (50, 70) consta de
la transferencia de la energía térmica desde un elemento
resistivo.
20. El método de acuerdo con la reivindicación
12, en el cual la generación de la señal sensorial consta del
ajuste de una salida a un primer nivel de tensión durante el primer
medio ciclo de la condición de fallo y el ajuste de la salida a un
segundo nivel de tensión durante el segundo medio ciclo de la
condición de fallo.
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