Filtro de bloqueo para comunicaciones a través de líneas eléctricas y unidad de medida de consumo eléctrico.

1. Filtro de bloqueo para comunicaciones a través de líneas eléctricas,

que comprende:

- una unidad de filtro paso bajo para el filtrado de interferencias en modo diferencial que comprende un condensador (C1) y al menos un inductor (Li) conectados eléctricamente entre sí por uno de sus extremos, formando una topología LC, y

- un elemento de conmutación (Z) conectado eléctricamente en serie con dicho condensador (C1),

estando el filtro caracterizado porque dicho elemento de conmutación (Z) es un elemento de conmutación pasivo (Z).

2. Filtro según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho condensador es un primer condensador (C1) y porque dicha unidad de filtro comprende además un segundo condensador (C2) conectado eléctricamente en paralelo con el circuito serie que conforma el primer condensador (C1) con el elemento de conmutación pasivo (Z).

3. Filtro según la reivindicación 2, caracterizado porque el valor de dicho segundo condensador es del orden de los nanofaradios.

4. Filtro según la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizado porque dicho elemento de conmutación pasivo (Z) es una impedancia resistiva variable dependiente de voltaje.

5. Filtro según la reivindicación 4, caracterizado porque dicha impedancia resistiva variable dependiente de voltaje es un resistor variable no óhmico o varistor.

6. Filtro según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha unidad de filtro comprende una pluralidad de dichos inductores (Li1, Li2, Li3) conectados en serie, estando dicho condensador (C1) o primer condensador (C1) conectado con el extremo libre del inductor (Li3) de dicha pluralidad de inductores (Li1, Li2, Li3) que ocupa la última posición en la serie en la que están conectados.

7. Filtro según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende un primer terminal de entrada (L) y un primer terminal de salida (L') interconectados por dicho inductor (Li) o por dicha pluralidad de inductores conectados en serie (Li1, Li2, Li3), y un segundo terminal de entrada (N) y un segundo terminal de salida (N') interconectados entre sí por un conductor eléctrico al cual se encuentra conectado eléctricamente el extremo libre del elemento de conmutación pasivo (Z).

8. Filtro según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende una carcasa de plástico (1) que aloja en su interior a los distintos componentes del filtro con excepción de los terminales de entrada (L, L') y de salida (N, N'), los cuales quedan, al menos parcialmente, accesibles desde el exterior de la carcasa (1).

9. Filtro según la reivindicación 8, caracterizado porque comprende un sistema de conexión mecánica de doble tornillo en cada uno de dichos terminales de entrada (L, L') y de salida (N, N').

10. Filtro según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está adaptado para su interconexión entre un contador inteligente de consumo eléctrico y una acometida de carga, sin conexión a tierra, interconectando el primer terminal de entrada (L) y el primer terminal de salida (L') en una línea de fase y el segundo terminal de entrada (N) y el segundo terminal de salida (N') en una línea de neutro.

11. Filtro según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el valor de dicho condensador (C1) o primer condensador (C1) es del orden de las microfaradios.

12. Unidad de medida de consumo eléctrico, que comprende un contador inteligente de consumo eléctrico con capacidad para comunicaciones a través de líneas eléctricas y al filtro según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 con sus terminales de entrada (L, N) conectados a dos respectivos terminales de salida de dicho contador inteligente.

Filtro de bloqueo para comunicaciones a través de líneas eléctricas y unidad de medida de consumo eléctrico

Sector de la técnica

La presente invención concierne en general, en un primer aspecto, a un filtro de bloqueo para comunicaciones a través de líneas eléctricas o PLC (acrónimo de los términos en inglés Power Une Communications), para el filtrado de interferencias en modo diferencial, que incluye un elemento de conmutación, y más particularmente a un filtro con un elemento de conmutación pasivo, con el fin de permitir la auto-conmutación del mismo.

Un segundo aspecto de la invención concierne a una unidad de medida de consumo eléctrico, que comprende un contador inteligente de consumo eléctrico PLC y al filtro del primer aspecto.

Estado de la técnica anterior

Los contadores inteligentes de consumo eléctrico que usan protocolo y canal de comunicación PLC están creciendo muy rápido en el mundo y los suministradores de energía eléctrica están actualizando los contadores tradicionales con contadores inteligentes con el objetivo de soportar a los sistemas de gestión de energía a distancia que permiten que los organismos de fijación de precios introduzcan diferentes precios por el consumo eléctrico en función de la hora del día y la estación del año.

Estos tipos de contadores son más comunes en Europa e inyectan señales de radiofrecuencia en la línea eléctrica, usualmente en un rango por debajo de 100 kHz. El problema que tiene la utilización de estos contadores es el debido a los efectos que tienen en los mismos las interferencias que provienen de dispositivos eléctricos utilizados en las viviendas que no cumplen con la regulación sobre emisiones electromagnéticas (EMC) en muy bajas frecuencias.

Y otro problema importante con los contadores inteligentes es que emiten ruido sobre el cableado eléctrico del cliente en forma de picos de voltaje de alta frecuencia, por lo general en un rango de frecuencia entre 4 kHz y 60 kHz. La frecuencia real de este fenómeno se encuentra influenciada por los dispositivos que están conectados en las tomas de corriente de la vivienda.

Normalmente el ruido eléctrico (o señal sucia) llega a través de la conexión a tierra en forma de interferencias en modo común y puede ser reducido fácilmente mediante el uso de un filtro estándar EMC (acrónimo de los términos en inglés ElectroMagnetic Compatibílitytal como los diseñados por la compañía sueca SWEMET, para aplicaciones de 230VAC, 16A para contadores inteligentes, pero tales filtros son con conexión a tierra, y en particular los de dicha compañía bajo un control de corriente de fuga de menos de 5mA.

En el caso de contadores inteligentes PLC sin conexión a tierra, normalmente las interferencias son de modo diferencial, para el filtrado de las cuales los filtros convencionales no son válidos, por lo que es necesario un filtro de bloqueo especial.

Por otra parte, tal filtro también debe hacer frente a los cortes de red realizados automáticamente por los contadores inteligentes cuando los consumidores consumen mayor potencia que la contratada. Cuando se produce tal corte no entra electricidad en la vivienda y para recuperarla es necesario que en la vivienda se reduzca la carga o se active el interruptor seccionador de red (con el fin de dejar a la instalación sin carga o en vacío). En ese momento se debería deducir que existe una baja impedancia en la carga ofrecida por la vivienda, y por el propio filtro, y el filtro debería comunicarse con el contador inteligente adecuadamente con el fin de que éste proceda a activar de nuevo el suministro de electricidad. En ambos casos un filtro EMC convencional no funcionará, por lo que se necesita un filtro de bloqueo especial.

Existe una patente que describe una implementación de un filtro especial, es decir que filtre las interferencias de modo diferencial y que también haga frente a los mencionados cortes de red automáticos permitiendo la recuperación del suministro. Tal filtro es el descrito en la patente EP2608418B1, el cual reúne las características del preámbulo de la reivindicación 1 de la presente invención.

La solución propuesta en dicha patente Europea es buena funcionalmente hablando pero, debido a que es compleja, sobre todo por lo que se refiere a la implementación de un mecanismo de control del elemento conmutador mediante una señal de control externa, lo que hace que la construcción de un filtro como el allí propuesto sea cara y el filtro así construido sea voluminoso. En particular, el filtro propuesto en EP2608418B1 comprende varios inductores cada uno de los cuales conectado en un paralelo a un circuito de prevención de saturación magnética y un condensador conectado en serie con un conmutado activo entre un línea de fase y el neutro: en los ejemplos de realización

¡lustrados en dicha patente el filtro es de tipo T (de tres polos), estando el condensador conectado entre dos inductores. El mecanismo de activación del conmutador implica a los mencionados circuitos de prevención de saturación magnética y, en general, también a otras unidades de circuitos de corrección de fase, de circuitos de amplificación y de 5 transformadores de corriente, lo que hace que la solución final sea muy voluminosa y cara, lo que no la hace particularmente atractiva para una compañía suministradora de energía que quiera implementarla en sus contadores inteligentes.,

Por todo ello, aparece necesario ofrecer una alternativa al estado de la técnica en la forma 10 de un filtro que, como el filtro propuesto en EP2608418B1, permita filtrar las interferencias en modo diferencial así como permitir la recuperación de suministro eléctrico tras el corte automático llevado a cabo por el contador inteligente, pero que constituya una solución mucho más sencilla, compacta y por tanto económica que la ofrecida en dicha patente Europea.

Explicación de la invención

Con tal fin, la presente invención concierne, en un primer aspecto, a un filtro de bloqueo para comunicaciones a través de líneas eléctricas, que comprende, de manera en sí conocida, en particular por la patente EP2608418B1:

- una unidad de filtro paso bajo para el filtrado de interferencias en modo diferencial,

que comprende un condensador y al menos un inductor conectados eléctricamente entre sí por uno de sus extremos, formando una topología LC, y

- un elemento de conmutación conectado eléctricamente en serie con dicho condensador.

A diferencia de los filtros conocidos, en particular a diferencia del propuesto en EP2608418B1, en el propuesto por el primer aspecto de la invención el mencionado elemento de conmutación es un elemento de conmutación pasivo, lo que permite que el mismo auto-conmute, es decir que prescinda del uso de una señal de control (y de todo un 30 mecanismo complejo asociado) para hacerlo conmutar.

El filtro propuesto por la presente invención está particularmente previsto para la banda A CENELEC, y es especialmente adecuado para aquellos contadores inteligentes que cumplen con la tecnología PLC G3 y PRIME en el rango de frecuencias de 35 KHz a 89 35 KHz. La presente invención evitará que las señales del PLC en el rango de los KHz entren en el cableado eléctrico de la vivienda al tiempo que elimina el ruido eléctrico proveniente

del contador y también y mas importante evita la interferencia producida por los aparatos de la vivienda sobre el contador inteligente.

Según un ejemplo de realización preferido, el mencionado condensador es un primer condensador y la unidad de filtro comprende además un segundo condensador conectado eléctricamente en paralelo con el circuito serie que conforma el primer condensador con el elemento de conmutación pasivo, de manera que el componente capacitivo de la impedancia total ofrecida a la carga del filtro es igual a la suma de las capacidades de ambos condensadores, lo que repercute en ofrecer una mayor atenuación en modo diferencial.

En general, dicho elemento de conmutación pasivo es una impedancia resistiva variable dependiente de voltaje, con preferencia un resistor variable no óhmico o varistor.

La unidad de filtro comprende una pluralidad de inductores conectados en serie, estando el condensador o primer condensador conectado con el extremo libre del inductor de dicha pluralidad de inductores que ocupa la última posición en la serie en la que están conectados.

De acuerdo con un ejemplo de realización, el filtro comprende un primer terminal de entrada y un primer terminal de salida interconectados por dicho inductor o por dicha pluralidad de inductores conectados en serie, y un segundo terminal de entrada y un segundo terminal de salida interconectados entre sí por...

1. Filtro de bloqueo para comunicaciones a través de líneas eléctricas, que comprende:

- una unidad de filtro paso bajo para el filtrado de interferencias en modo diferencial que comprende un condensador (C1) y al menos un inductor (Li) conectados eléctricamente entre sí por uno de sus extremos, formando una topología LC, y

- un elemento de conmutación (Z) conectado eléctricamente en serie con dicho condensador (C1),

estando el filtro caracterizado porque dicho elemento de conmutación (Z) es un elemento de conmutación pasivo (Z).

2. Filtro según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho condensador es un primer condensador (C1) y porque dicha unidad de filtro comprende además un segundo condensador (C2) conectado eléctricamente en paralelo con el circuito serie que conforma el primer condensador (C1) con el elemento de conmutación pasivo (Z).

3. Filtro según la reivindicación 2, caracterizado porque el valor de dicho segundo condensador es del orden de los nanofaradios.

4. Filtro según la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizado porque dicho elemento de conmutación pasivo (Z) es una impedancia resistiva variable dependiente de voltaje.

5. Filtro según la reivindicación 4, caracterizado porque dicha impedancia resistiva variable dependiente de voltaje es un resistor variable no óhmico o varistor.

6. Filtro según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha unidad de filtro comprende una pluralidad de dichos inductores (Li1, Li2, Li3) conectados en serie, estando dicho condensador (C1) o primer condensador (C1) conectado con el extremo libre del inductor (Li3) de dicha pluralidad de inductores (Li1, Li2, Li3) que ocupa la última posición en la serie en la que están conectados.

7. Filtro según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende un primer terminal de entrada (L) y un primer terminal de salida (L') interconectados por dicho inductor (Li) o por dicha pluralidad de inductores conectados en serie (Li1, Li2, Li3), y un segundo terminal de entrada (N) y un segundo terminal de salida (N') interconectados entre sí por un conductor eléctrico al cual se encuentra conectado eléctricamente el extremo libre del elemento de conmutación pasivo (Z).

8. Filtro según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende una carcasa de plástico (1) que aloja en su interior a los distintos componentes del filtro con excepción de los terminales de entrada (L, L') y de salida (N, N'), los cuales quedan, al menos parcialmente, accesibles desde el exterior de la carcasa (1).

9. Filtro según la reivindicación 8, caracterizado porque comprende un sistema de conexión mecánica de doble tornillo en cada uno de dichos terminales de entrada (L, L') y de salida (N, N').

10. Filtro según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está adaptado para su interconexión entre un contador inteligente de consumo eléctrico y una acometida de carga, sin conexión a tierra, interconectando el primer terminal de entrada (L) y el primer terminal de salida (L') en una línea de fase y el segundo terminal de entrada (N) y el segundo terminal de salida (N') en una línea de neutro.

11. Filtro según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el valor de dicho condensador (C1) o primer condensador (C1) es del orden de las microfaradios.

12. Unidad de medida de consumo eléctrico, que comprende un contador inteligente de consumo eléctrico con capacidad para comunicaciones a través de líneas eléctricas y al filtro según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 con sus terminales de entrada (L, N) conectados a dos respectivos terminales de salida de dicho contador inteligente.