Fuente de alimentación inteligente, con comunicación digital a través de la línea eléctrica.

Fuente de alimentación inteligente, con comunicación digital a través de la línea eléctrica aplicable para alimentar diodos LED

(8) de luminarias, y constituida por un dispositivo electrónico que contempla unidad de entrada (3) que se conecta a la línea de corriente alterna (230V), el paso de potencia (4) transformadores de potencia (5) y unidad de salida (6) al que se conecta la línea de alimentación (7) eléctrica de los LEDs (8) que comprende, en un conjunto compacto, y vinculados a la unidad de entrada (3) y al paso de potencia (4), un microprocesador CPU (10) y un módem PLC (11) a través de los que se controla todo su funcionamiento, es decir, el arranque, la potencia, el sincronismo, la temperatura, el voltaje y demás funciones de la fuente (1) así como las protecciones, comunicaciones con otras fuentes y almacenamiento de parámetros y datos.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201430514.

Solicitante: AIRIS TECHNOLOGY SOLUTIONS, S.L.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: MONTORO IRADIER,AGUSTIN, MOLERA PICAZO,José Vicente.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICAS ELECTRICAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR > CALEFACCION ELECTRICA; ALUMBRADO ELECTRICO NO PREVISTO... > Circuitos o aparatos para la ignición o el funcionamiento... > H05B41/14 (Circuitos)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA... > APARATOS PARA LA TRANSFORMACION DE CORRIENTE ALTERNA... > Transformación de una potencia de entrada en corriente... > H02M7/02 (Transformación de una potencia de entrada en corriente alterna en una potencia de salida en corriente continua sin posibilidad de reversibilidad)
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Fuente de alimentación inteligente, con comunicación digital a través de la línea eléctrica.

Fragmento de la descripción:

Fuente de alimentación inteligente, con comunicación digital a través de la línea eléctrica.

OBJETO DE LA INVENCIÓN 5

La invención, tal como expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a una fuente de alimentación inteligente, con comunicación digital a través de la línea eléctrica, la cual aporta, a la función a que se destina, varias ventajas y características de novedad que se describirán en detalle más adelante y que suponen una destacable mejora 10 frente a los sistemas actualmente conocidos en el estado de la técnica para el mismo fin.

Más en particular, el objeto de la invención se centra en una fuente de alimentación, particularmente destinada para alimentar los diodos de luminarias LED, la cual entre otros elementos contempla la incorporación de un microprocesador integrado en la misma que le 15 permite contar con un amplio rango de tensiones de entrada, de salida, de frecuencias y de potencias, así como para recibir y emitir información a través de los cables de alimentación, para que almacene y transmita parámetros de funcionamiento (tensión y corriente de entrada y salida, horas de uso, temperatura) y a su vez reciba instrucciones de apagado, encendido y reducción o aumento de corriente de salida, para que mantenga un nivel bajo 20 de armónicos incluso reduciendo la corriente y tensión de salida, para que soporte picos de tensión de entrada de al menos 4KV, y para que ofrezca un rendimiento medio superior al 90% incluso con el consumo de las comunicaciones PLC.

CAMPO DE APLICACIÓN DE LA INVENCIÓN 25

El campo de aplicación de la presente invención se centra en el sector de la industria dedicado a la fabricación de dispositivos electrónicos, centrándose particularmente en el ámbito de los drives o controladores, fuentes de alimentación y de la comunicación entre dispositivos electrónicos, de manera más particular a las fuentes de alimentación que 30 alimentan a los LED que componen las luminarias LED y que se comunican entre sí a través del cable de alimentación.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Como es sabido, los dispositivos de iluminación tipo LED necesitan una corriente continua para alimentarlos. Dichos dispositivos se conectan a la corriente alterna, por lo cual precisan de una fuente de alimentación que convierta esta corriente alterna en continua.

Estas fuentes de alimentación son dispositivos electrónicos que reciben la señal alterna y la 40 transforman en continua para alimentar a los diodos LED de iluminación.

En su mayor parte, las fuentes son analógicas, tienen una tensión de salida con un rango pequeño y una corriente de salida fija, y no almacenan sus parámetros de funcionamiento, y en algunos casos tienen una entrada (1-10V) , DALI o (PWM) que permite regular la corriente 45 de salida.

Algunas incluyen una comunicación por cable eléctrico, pero usando dos sistemas separados, sea interna o externamente, lo que aumenta los costes.

Como referencia al estado actual de la técnica, pues, si bien existen diversos tipos de fuentes de alimentación, al menos por parte del solicitante, se desconoce la existencia de ninguna que presente unas características técnicas, estructurales y constitutivas semejantes a las que presenta la que aquí se preconiza, estando los detalles caracterizadores de la misma, convenientemente recogidos en las reivindicaciones finales que acompañan a la presente memoria descriptiva.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

De forma concreta, lo que la invención preconiza es una fuente de alimentación que, especialmente destinada para alimentar los LEDs de una luminaria, está específicamente desarrollada con el objetivo de, en un primer aspecto, permitir a la misma recibir y transmitir 10 información y órdenes a través del cable de alimentación, en un segundo aspecto, permitir almacenar toda la información de funcionamiento de la fuente, y en un tercer aspecto, permitir ser un repetidor de la información o de las instrucciones dirigidas a una segunda fuente o fuente auxiliar conectada a la misma línea eléctrica. Todo esto, integrando dentro de un único dispositivo con un microprocesador que gestiona todas las funciones 15 necesarias, en vez de usar sistemas separados.

Debido a todo lo anterior, se consiguen varias ventajas tecnológicas sobre la solución actual de iluminación LED:

- Simplificar y abaratar las instalaciones de las luminarias LED, puesto que no hay que hacer ningún cableado aparte de alimentar las luminarias con tensión alterna.

- Mejorar la eficiencia de la instalación lumínica reduciendo o aumentando el flujo luminoso cuando sea preciso.

- Mejorar la adaptación a las necesidades lumínicas concretas de las instalaciones 25 regulando el flujo luminoso cuando sea preciso.

- Mantener el nivel de armónicos y el factor de potencia de la instalación estable incluso bajando el flujo luminoso.

- Soportar grandes tensiones en la línea eléctrica sin dañarse.

- Se consigue reducir el coste del mantenimiento preventivo y correctivo de las instalaciones, 30 por conocer si un dispositivo ha fallado, la causa del fallo, las horas de funcionamiento y temperatura de funcionamiento de cada dispositivo.

- Se consigue mantener una eficiencia media del 90% en la fuente incluso con el consumo de las comunicaciones.

- Se consigue abaratar la producción de la fuente porque con un único modelo de rango de 35 salida variable y programable a través de la red eléctrica, se obtiene un rango de salida que permite cubrir 5-10 modelos de las fuentes actuales.

Entrando más en los detalles de la invención, la composición de la fuente de alimentación preconizada presenta la particularidad de contar, al menos, con un microprocesador que 40 controla todo el funcionamiento de la misma, las protecciones, las comunicaciones, fuentes auxiliares de alimentación y el almacenamiento de parámetros y datos.

Asimismo, la fuente de alimentación incluye, opcionalmente, una segunda fuente de alimentación auxiliar integrada en la primera o principal, lo cual permite apagar la 45 iluminación de los LEDs, pero mantener el funcionamiento de las comunicaciones y la retransmisión de datos para otras fuentes.

Además, según otra de las características de la invención, la fuente preconizada, está dotada con unos diodos rápidos que permiten bloquearla cuando llega un pulso de alta 50 tensión y evitan que sufran o se estropeen ninguno de los componentes internos.

Según otra característica, cuenta también con unos varistores que protegen a la fuente sobre picos de tensión hasta los 4KV.

La fuente de alimentación de la invención cuenta asimismo con unos transistores y diodos de potencia controlados por el microprocesador, que los enciende utilizando una fórmula 5 matemática que permite mantener los armónicos y el factor de potencia por debajo del límite que exige la norma, inclusive cuando bajamos la corriente o tensión de salida, así como mantener la corriente de salida en el valor requerido.

Cuenta, también, con al menos un transformador de alta frecuencia, un diodo y unos 10 transistores que mantienen la eficiencia media por encima del 90%, inclusive cuando la fuente se está comunicando.

La fuente de alimentación dispone también de una resistencia NTC (Negative Temperature Coefficient - coeficiente de temperatura negativo) que mide la temperatura de la fuente y, 15 opcionalmente, una entrada para medir la temperatura de los leds.

El microprocesador controla la fuente y además un transistor y un transformador y un circuito, con lo que detecta el paso por cero de la tensión de entrada y detiene la fuente un instante para emitir pulsos en los cruces...

 


Reivindicaciones:

1. FUENTE DE ALIMENTACIÓN INTELIGENTE, CON COMUNICACIÓN DIGITAL A TRAVÉS DE LA LÍNEA ELÉCTRICA que, aplicable para alimentar diodos LED (8) de luminarias, y constituida por un dispositivo electrónico que contempla una unidad de 5 entrada (3) que se conecta a la línea de corriente alterna (230V) , el paso de potencia (4) transformadores de potencia (5) y unidad de salida (6) a la que se conecta la línea de alimentación (7) eléctrica de los LEDs (8) está caracterizada porque comprende, integrados en un conjunto compacto, y conectados a la unidad de entrada (3) y al paso de potencia (4) , un microprocesador CPU (10) y un módem PLC (11) de comunicación por línea 10 eléctrica, a través de los que se controla el arranque, la potencia, el sincronismo, la temperatura, el voltaje y demás funciones de la fuente (1) así como las protecciones, comunicaciones con otras fuentes y almacenamiento de parámetros y datos; porque además comprende diodos rápidos o diodos puente (14) que permiten bloquear la fuente cuando llega un pulso de alta tensión, varistores como elemento de protección (2) que 15 protegen a la fuente sobre picos de tensión hasta los 4KV, transistores (16) y diodos de potencia (17) controlados por el microprocesador CPU (10) , así como, al menos, un transformador (5) de alta frecuencia; y porque dicho microprocesador CPU (10) está programado para detectar el punto Q-R cuasi resonante y el paso por cero de la tensión de entrada, así como para calcular la corriente de salida de forma combinada con la corrección 20 de armónicos, determinando que la fuente se comunique con otras fuentes en el momento que menos ruido hay en la red y, a su vez, deteniendo la generación del ruido producido por la propia fuente.

2. FUENTE DE ALIMENTACIÓN INTELIGENTE, CON COMUNICACIÓN DIGITAL A 25 TRAVÉS DE LA LÍNEA ELÉCTRICA, según la reivindicación 1, caracterizada porque incorpora una fuente de alimentación auxiliar (9) , integrada en la primera o principal, que permite apagar la iluminación de los LEDs, pero mantener el funcionamiento de las comunicaciones, y la retransmisión de datos para otras fuentes.

3. FUENTE DE ALIMENTACIÓN INTELIGENTE, CON COMUNICACIÓN DIGITAL A TRAVÉS DE LA LÍNEA ELÉCTRICA, según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada por comprender una resistencia NTC que mide la temperatura de la fuente y una entrada para medir la temperatura de los leds.

4. FUENTE DE ALIMENTACIÓN INTELIGENTE, CON COMUNICACIÓN DIGITAL A TRAVÉS DE LA LÍNEA ELÉCTRICA, según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizada porque tiene una entrada y un pulsador externo conectado, que permite hacer que se apague o varíe su corriente de salida de forma autónoma y programable.

5. FUENTE DE ALIMENTACIÓN INTELIGENTE, CON COMUNICACIÓN DIGITAL A TRAVÉS DE LA LÍNEA ELÉCTRICA, según cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizada porque el microprocesador CPU (10) cuenta con memoria permanente para recordar la duración de encendido del día anterior y realizar cálculos para cambiar la luminosidad para cada uno de hasta 8 intervalos de tiempo en base una función de doble 45 nivel extendida, grabando en la memoria de la CPU la definición de los intervalos de tiempo.

6. FUENTE DE ALIMENTACIÓN INTELIGENTE, CON COMUNICACIÓN DIGITAL A TRAVÉS DE LA LÍNEA ELÉCTRICA, según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, caracterizada porque el microprocesador CPU (10) incorpora convertidores ADC (Analógico 50 a Digital) para realizar una medida de la tensión de entrada y activar el modo de compatibilidad con un reductor de flujo presente en la instalación, reduciendo, a partir de los 170V de entrada, la corriente de salida aplicada a los LED (8) de forma proporcional a la tensión de entrada.