APARATO DE CONTROL DE POTENCIA PARA SISTEMAS DE ILUMINACIÓN.

SE DESCRIBE UN APARATO DE CONTROL DE POTENCIA, PARTICULARMENTE PARA SISTEMAS DE ALUMBRADO,

TALES COMO LUCES FLUORESCENTES. SE PROPORCIONA UN CIRCUITO DE VARIACION DE POTENCIA (16), ACOPLADO ENTRE UNA FUENTE PRINCIPAL DE POTENCIA ELECTRICA DE ENTRADA, Y AL MENOS UNA SALIDA DE POTENCIA A UNA CARGA (6), POR EJEMPLO UN SISTEMA DE ALUMBRADO. EL DISPOSITIVO DE VARIACION DE POTENCIA PUEDE CONTROLARSE DE MANERA QUE SE VARIE EL NIVEL DE POTENCIA SUMINISTRADO A LA CARGA DE ACUERDO CON SEÑALES DE CONTROL PROCEDENTES DE UN CIRCUITO DE PROCESO DIGITAL (10). UN CIRCUITO DE SUPERVISION (12, 14) VA ACOPLADO AL CIRCUITO DE PROCESO DIGITAL (10) A FIN DE PROPORCIONAR SEÑALES DE MONITORIZACION RELATIVAS A PARAMETROS ELECTRICOS DE LA FUENTE DE LA POTENCIA DE ENTRADA (4) Y/O DE AL MENOS UNA SALIDA DE POTENCIA (9). EL CIRCUITO DE PROCESO DIGITAL (10) RESPONDE A UNA CONDICION DE LAS SEÑALES DE CONTROL PARA PODER SUPERVISAR EL CIRCUITO DE VARIACION DE POTENCIA (16) A FIN DE ALIMENTAR LA SALIDA DE POTENCIA (9) A UNPRIMER NIVEL PREDETERMINADO, DURANTE UN PERIODO DE TIEMPO PREESTABLECIDO Y, A CONTINUACION, REDUCIR LA SALIDA DE POTENCIA A UN SEGUNDO NIVEL PREESTABLECIDO. EL SEGUNDO NIVEL PREESTABLECIDO Y EL PERIODO DE TIEMPO PREESTABLECIDO SE AJUSTAN A TRAVES DE LOS MEDIOS DIGITALES DE PROCESO, DE ACUERDO CON LOS PARAMETROS DE CONTROL ALMACENADOS EN UNA PRIMERA MEMORIA. LOS PARAMETROS DE CONTROL ALMACENADOS PUEDEN INCLUIR INDICACIONES DE HORAS PREDETERMINADAS DEL DIA Y/O DIAS DE LA SEMANA, Y VALORES CORRESPONDIENTES PARA EL SEGUNDO NIVEL PREDETERMINADO, CARACTERIZADO PORQUE EL CIRCUITO DE PROCESO DIGITAL (10) RESPONDE A UN TEMPORIZADOR EN LAS HORAS PREDETERMINADAS DEL DIA Y/O EN LOS DIAS DE LA SEMANA, PARA CAMBIAR EL SEGUNDO NIVEL PREDETERMINADO AL VALOR CORRESPONDIENTE ALMACENADO EN LA MEMORIA

5 La presente invención hace referencia a un aparato de control de potencia que es particularmente útil para sistemas de iluminación, tales como aquellos que emplean luces fluorescentes.

Algunos estudios ponen en evidencia que muchos edificios, por ejemplo, tienden a estar sobre iluminados por los sistemas de iluminación actuales en relación 10 con los fines que se les exige. La sobreiluminación, de esta manera, da como resultado una pérdida de energía eléctrica. En la mayoría de los casos se utilizan luces fluorescentes en sistemas de iluminación de grandes edificios, por ejemplo, en vista de su mayor eficiencia en comparación con muchas otras luces. Además, la relación entre la eficiencia lumínica y la potencia requerida en una luz fluorescente 15 no es lineal, y se ha encontrado que puede lograrse una reducción importante en consumo de potencia por parte de las luces fluorescentes, sin que se produzca un cambio igual de notable en eficiencia lumínica en muchos casos. Sin embargo, si se proporciona una potencia reducida de forma continua a un sistema de iluminación fluorescente, las luces pueden experimentar dificultades de encendido, tales como

20 mayor tiempo de parpadeo, lo cual puede reducir la vida útil de las luces. Además, puede desearse ajustar la salida del nivel de luz de las luces, y en la instalación de un gran sistema de iluminación puede desearse modificar la eficiencia lumínica o la potencia consumida en consecuencia desde una localización remota o centralizada. El documento US 4,494,010 describe un aparato de control de potencia que

25 responde ante un aumento de corriente de carga, para reducir el consumo de potencia reduciendo la tensión de carga. El documento US 4,804,916 describe un circuito de control y monitoreo de potencia utilizando una señal digital derivada de una tensión de corriente alterna (tensión de CA). Conforme a la presente invención, se proporciona un aparato de control de

30 potencia para sistemas de iluminación que comprende: un medio de variación de potencia acoplado para recibir una fuente de alimentación de entrada de electricidad de CA y producir una fuente de

- 2alimentación de salida de electricidad de CA controlable para operar una carga eléctrica que comprende una pluralidad de luces; medios de monitorización para monitorear parámetros eléctricos de la fuente de alimentación de entrada y la fuente de alimentación de salida para producir 5 señales de monitorización, donde los medios de monitorización detectan cambios en la corriente de línea suministrada a dicha carga eléctrica a través de dicha fuente de alimentación de salida; un medio de procesamiento digital acoplado para recibir dichas señales de monitorización y acoplado a dicho medio de variación de potencia para 10 controlar dicho medio de variación de potencia para variar dicha fuente de alimentación de salida entre un nivel de salida máximo y un nivel de salida mínimo; un temporizador acoplado a dicho medio de procesamiento digital; y una primera memoria que almacena parámetros de control acoplada a dicho 15 medio de procesamiento digital, dichos parámetros de control que incluyen un valor umbral de aumento de corriente de línea; en donde dicho medio de procesamiento digital responde ante una condición de dichas señales de monitorización que indica un aumento detectado en dicha corriente de línea que excede dicho valor umbral, para controlar dicho 20 medio de variación de potencia para producir dicha fuente de alimentación de salida en un primer nivel predeterminado durante un período de tiempo predeterminado, y después reducir dicha fuente de alimentación de salida a un segundo nivel predeterminado, y en donde dicho segundo nivel predeterminado y dicho período de tiempo predeterminado se configuran 25 mediante dicho medio de procesamiento digital según los parámetros de control almacenados en dicha primera memoria. Preferentemente, dichos parámetros de control almacenados incluyen indicaciones de horas del día y/o días de la semana predeterminados y valores correspondientes para dicho segundo nivel predeterminado, y en donde dicho medio 30 de procesamiento digital responde ante dicho temporizador a dichas horas del día y/o días de la semana predeterminados para cambiar dicho segundo nivel predeterminado a un valor correspondiente almacenado en dicha memoria.

- 3En una forma preferente de la invención, al menos un sensor de luz está acoplado al medio de procesamiento digital y el medio de procesamiento digital también responden ante el nivel de luz detectado por el, al menos, un sensor de luz para aumentar o reducir el segundo nivel predeterminado. En una forma de 5 realización de la invención, el aparato incluye una pluralidad de sensores de luz acoplados a dicho medio de procesamiento digital, donde cada uno produce un respectivo valor del nivel de luz detectado, y en donde dicho medio de procesamiento digital es operativo para calcular un promedio ponderado de los valores del nivel de luz detectados en base a factores de ponderación respectivos 10 preseleccionados en dicha memoria, dicho medio de procesamiento digital que responde ante el promedio ponderado para incrementar o reducir dicho segundo nivel predeterminado. Preferentemente, el aparato también comprende un puerto de entrada acoplado a dicho medio de procesamiento digital para recibir comandos de control, 15 en donde dicho medio de procesamiento digital responde ante un primer comando de control para cambiar dichos parámetros de control almacenados, incluyendo dicho segundo nivel predeterminado. Preferentemente, también se proporciona una segunda memoria acoplada a los medios de procesamiento digital para almacenar datos de rendimiento, y en donde 20 para cada variación de potencia en dicha fuente de alimentación de salida dicho medio de procesamiento digital almacena datos de rendimiento en dicha segunda memoria. Los datos de rendimiento pueden incluir datos que representan el nivel de salida de dicha fuente de alimentación de salida y el momento en el que se produjo la variación de potencia. 25 En una forma de realización de la invención se proporciona una pluralidad de medios de variación de potencia acoplados a un solo medio de procesamiento digital, donde cada dispositivo de variación de potencia está concebido para proporcionar su fuente de alimentación de salida a una carga eléctrica diferente correspondiente. En esta configuración, el medio de procesamiento digital está preferentemente adaptado 30 para controlar cada uno de los medios de variación de potencia por separado, de acuerdo a los diferentes segundos niveles predeterminados correspondientes.

- 4Pueden utilizarse varias formas de medios de variación de potencia en la invención. Por ejemplo, los medios de variación de potencia pueden comprender un transformador variable, en donde dicho nivel predeterminado corresponde a una tensión de CA mayor que el primer nivel predeterminado. De manera alternativa, los 5 medios de variación de potencia pueden comprender, por ejemplo, un dispositivo de modificación de forma de onda, tal como un rectificador controlado de silicio (SCR, por sus siglas en inglés), en donde la diferencia entre los niveles primero y segundo predeterminados se efectúa mediante la variación del tiempo de encendido del SCR con respecto al punto de cruce de cero de tensión de la fuente de alimentación de 10 entrada de electricidad de CA. En una forma de realización preferente de la invención, dicho medio de variación de potencia comprende un transformador variable, y en donde dicho primer nivel predeterminado corresponde a una tensión de CA mayor que dicho segundo nivel predeterminado. Preferentemente, dichos medios de monitorización monitorean 15 la tensión de línea y/o la corriente de línea de dicha fuente de alimentación de entrada para determinar sus momentos de cruce de cero, y en donde dicho medio de procesamiento digital está adaptado para controlar dichos medios de variación de potencia para variar la fuente de alimentación de salida sólo, al menos sustancialmente, en dicho momento de cruce de cero. 20 Como pueden determinar los expertos en el arte a partir de la presente especificación, las realizaciones de la invención presentan un aparato de control de potencia que puede utilizarse para reducir el consumo energético de una carga eléctrica tal como un sistema de iluminación fluorescente. Cuando los medios de monitorización detectan una condición tal como el encendido de luces fluorescentes, 25 el aparato de control de potencia preferente responde con un incremento de la fuente de alimentación de salida a un nivel predeterminado (por ejemplo, potencia máxima disponible) para facilitar el...

1. Aparato de control de potencia (2) para sistemas de iluminación que

comprende: un medio de variación de potencia (8) acoplado para recibir una fuente de alimentación de entrada de electricidad de CA (4) y producir una fuente de alimentación de salida de electricidad de CA (9) controlable para operar una carga eléctrica que comprende una pluralidad de luces (6); medios de monitorización (12, 14) para monitorear parámetros eléctricos de la fuente de alimentación de entrada y de la fuente de alimentación de salida para producir señales de monitorización, donde los medios de monitorización detectan cambios en la corriente de línea suministrada a dicha carga eléctrica a través de dicha fuente de alimentación de salida; un medio de procesamiento digital (10) acoplado para recibir dichas señales de monitorización y acoplado a dicho medio de variación de potencia para controlar dicho medio de variación de potencia para variar dicha fuente de alimentación de salida entre un nivel de salida máximo y un nivel de salida mínimo; un temporizador acoplado a dicho medio de procesamiento digital; y caracterizado por una primera memoria que almacena parámetros de control y acoplada a dicho medio de procesamiento digital, dichos parámetros de control que incluyen un valor umbral de aumento de corriente de línea; en donde dicho medio de procesamiento digital responde ante una condición de dichas señales de monitorización que indican un aumento detectado en dicha corriente de línea que excede dicho valor umbral para controlar dicho medio de variación de potencia para producir dicha fuente de alimentación de salida en un primer nivel predeterminado durante un período de tiempo predeterminado, y después reducir dicha fuente de alimentación de salida a un segundo nivel predeterminado, y en donde dicho segundo nivel predeterminado y dicho período de tiempo predeterminado se configuran mediante dicho medio de procesamiento digital según los parámetros de control almacenados en dicha primera memoria.

2. Aparato de control de potencia según la reivindicación 1, en donde dichos parámetros de control almacenados incluyen indicaciones de horas del día y/o días de la semana predeterminados y valores correspondientes para dicho segundo nivel predeterminado, y en donde dicho medio de procesamiento digital responde ante dicho temporizador a dichas horas y/o esos días de la semana predeterminados para cambiar dicho segundo nivel predeterminado al valor correspondiente almacenado en dicha memoria.

3. Aparato de control de potencia según la reivindicación 1, que incluye al menos un sensor de luz (26) acoplado a dicho medio de procesamiento digital, en donde dicho medio de procesamiento digital responde ante dicho nivel de luz detectado por el, al menos, un sensor de luz para incrementar o reducir dicho segundo nivel predeterminado.

4. Aparato de control de potencia según la reivindicación 3, que incluye una pluralidad de sensores de luz acoplados a dicho medio de procesamiento digital, cada 15 uno de los cuales produce un respectivo valor de nivel de luz detectado, y en donde dicho medio de procesamiento digital se utiliza para calcular un promedio ponderado de los valores de nivel de luz detectados en base a los factores de ponderación respectivos preseleccionados almacenados en dicha memoria, dicho medio de procesamiento digital que responde ante el promedio ponderado para incrementar o reducir dicho segundo nivel predeterminado.

5. Aparato de control de potencia según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que además comprende un puerto de entrada (18) acoplado a dicho medio de procesamiento digital para recibir comandos de control, en donde dicho medio de procesamiento digital responde ante un primer comando de control para cambiar dichos parámetros de control almacenados incluyendo dicho segundo nivel predeterminado.

6. Aparato de control de potencia según la reivindicación 5, que además comprende una segunda memoria acoplada al medio de procesamiento digital para almacenar datos de rendimiento, y en donde para cada variación de potencia en dicha fuente de alimentación de salida dicho medio de procesamiento digital almacena datos de rendimiento en dicha segunda memoria.

7. Aparato de control de potencia según la reivindicación 6, en donde dichos datos de rendimiento incluyen datos que representan el nivel de salida de dicha fuente de alimentación de salida y el momento en que se produjo la variación de potencia.

5 8. Aparato de control de potencia según la reivindicación 7, que además comprende un puerto de salida acoplado a dicho medio de procesamiento digital, y en donde dicho medio de procesamiento digital responde ante dicho segundo comando de control para transmitir dichos datos de rendimiento almacenados en dicha segunda memoria a dicho puerto de salida.

10 9. Aparato de control de potencia según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde dichos medios de monitorización controlan la tensión de línea y/o corriente de línea de dicha fuente de alimentación de entrada a fin de determinar sus tiempos de cruce de cero, y en donde dicho medio de procesamiento digital está adaptado para controlar dicho medio de variación de potencia para variar la fuente de

15 alimentación de salida sólo al menos sustancialmente en dicho momento de cruce de cero.

10. Aparato de control de potencia según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde dicho medio de variación de potencia comprende un transformador variable (40), y en donde dicho primer nivel predeterminado corresponde a una tensión de CA mayor que dicho segundo nivel predeterminado.

11. Aparato de control de potencia según la reivindicación 1, que incluye una pluralidad de medios de variación de potencia acoplados a dicho medio de procesamiento digital, y cada uno de los medios de variación de potencia está concebido para suministrar su fuente de alimentación de salida a una carga eléctrica diferente correspondiente.

12. Aparato de control de potencia según la reivindicación 11, en donde dicho medio de procesamiento digital se adapta para controlar cada uno de los medios de variación de potencia según los diferentes parámetros de control correspondientes almacenados en dicha primera memoria. “Siguen 6 páginas de dibujos”