DISPOSITIVO DE CONTROL DE CARGA QUE TIENE UN CIRCUITO DE DETECCIÓN DE CORRIENTE DE PUERTA.

Un circuito de control de carga para controlar la cantidad de potencia que se suministra a una carga (108) eléctrica a partir de una fuente (106) de potencia de CA que genera una tensión de línea de CA,

comprendiendo el circuito de control de carga:

un dispositivo (110, 114, 1410, 1414) conductor de forma controlable adaptado para acoplarse en una conexión eléctrica en serie entre la fuente (106) de potencia y la carga (108) eléctrica, teniendo el dispositivo conductor de forma controlable un estado conductor y un estado no conductor, teniendo el dispositivo conductor de forma controlable una entrada de control y pudiendo accionarse para entrar en el estado conductor en respuesta a una corriente de puerta que se conduce a través de la entrada de control;

y un controlador (118, 818, 1118, 1418, 1518) que puede accionarse para hacer que funcione el dispositivo (110, 114, 1410, 1414) conductor de forma controlable para cambiar el dispositivo conductor de forma controlable desde el estado no conductor hasta el estado conductor cada semiciclo de la tensión de línea de CA, pudiendo el controlador accionarse para determinar, en respuesta a la magnitud de la corriente de puerta a través de la entrada de control del dispositivo conductor de forma controlable, si el dispositivo conductor de forma controlable está conduciendo corriente a la carga en el momento actual;

caracterizado porque el circuito de control de carga comprende además un circuito (142, 152, 1442, 1452) de detección que tiene una entrada acoplada operativamente a la entrada de control del dispositivo (110, 114, 1410, 1414) conductor de forma controlable y una salida acoplada operativamente al controlador (118, 818, 1118, 1418, 1518), pudiendo el circuito de detección accionarse para proporcionar una señal de control representativa de la magnitud de la corriente de puerta al controlador.

Dispositivo de control de carga que tiene un circuito de detección de corriente de puerta Antecedentes de la invención Campo de la invención La presente invención se refiere a circuitos de control de carga para controlar la cantidad de potencia que se suministra a una carga eléctrica a partir de una fuente de potencia de corriente alterna (CA) . En particular, la presente invención se refiere a un circuito de detección de corriente de puerta para determinar si un conmutador de semiconductores bidireccional está conduciendo una corriente de carga a una carga eléctrica.

Descripción de la técnica relacionada Un dispositivo de control de carga de montaje en pared convencional se monta en una caja de pared eléctrica convencional y se acopla entre una fuente potencia de corriente alterna (CA) (normalmente una red de alimentación de CA con una tensión de línea de 50 o 60 Hz) y una carga eléctrica. Los dispositivos de control de carga convencionales, tal como los reguladores de intensidad luminosa y los controles de velocidad de motor, usan un conmutador de semiconductores bidireccional, tal como un triac, o uno o más transistores de efecto de campo (FET) , para controlar la corriente que se suministra a la carga, y por lo tanto, la intensidad de la carga de iluminación o la velocidad del motor. Los dispositivos de control de carga típicos tienen un terminal de línea (o terminal de fase) acoplado a la fuente de potencia de CA y un terminal de carga (por ejemplo, un terminal de fase de intensidad luminosa regulada o uno de fase conmutada) acoplado a la carga eléctrica, de tal modo que el conmutador de semiconductores se acopla en serie entre la fuente y la carga eléctrica. Usando una técnica de regulación de intensidad luminosa de control de fase, el regulador de intensidad luminosa vuelve conductor el conmutador de semiconductores durante una parte de cada semiciclo de la línea, para proporcionar potencia a la carga de iluminación, y vuelve no conductor el conmutador de semiconductores durante la otra parte del semiciclo de la línea, para desconectar la potencia con respecto a la carga.

Algunos dispositivos de control de carga, tal como los reguladores de intensidad luminosa “inteligentes”, incluyen un microprocesador u otros medios de procesamiento para proporcionar al usuario final un conjunto avanzado de características de control y de opciones de realimentación. Las características avanzadas de un regulador de intensidad luminosa inteligente pueden incluir, por ejemplo, un ajuste preestablecido de iluminación protegido o bloqueado, atenuación, y doble toque hasta la intensidad total. Para alimentar el microprocesador, los reguladores de intensidad luminosa inteligentes incluyen fuentes de potencia, que extraen una pequeña cantidad de corriente a través de la carga de iluminación cada semiciclo cuando el conmutador de semiconductores no está conduciendo. La fuente de potencia normalmente usa esta pequeña cantidad de corriente para cargar un condensador de almacenamiento y desarrollar una tensión de corriente continua (CC) para alimentar el microprocesador. Un ejemplo de un regulador de intensidad luminosa inteligente se da a conocer en la patente de los Estados Unidos nº

5.248.919 transferida legalmente, expedida el 28 de septiembre de 1993, titulada LIGHTING CONTROL DEVICE.

A menudo, es deseable que el microprocesador del dispositivo de control de carga determine un estado de la carga eléctrica (por ejemplo, la carga está encendida o apagada) . Los dispositivos de control de carga típicos de la técnica anterior detectan una característica eléctrica (es decir, a tensión) en el terminal de carga para determinar de ese modo el estado de la carga. No obstante, la tensión que se desarrolla en el terminal de carga depende de las características de la carga eléctrica. Por lo tanto, la tensión que se desarrolla en el terminal de carga puede ser diferente para tipos diferentes de carga. Por ejemplo, unas bombillas incandescentes que tienen vatajes diferentes también tienen unas impedancias diferentes. Adicionalmente, algunos tipos de carga de iluminación, tal como de iluminación de baja tensión electrónica (ELM) y balastos electrónicos, se caracterizan por unas capacidades grandes, que inciden sobre la tensión que se desarrolla en el terminal de carga del dispositivo de control de carga.

Por lo tanto, existe la necesidad de un dispositivo de control de carga con un circuito de detección que pueda accionarse para detectar una característica eléctrica en un terminal de carga, pero que dependa menos de la tensión en el terminal de carga y del tipo de carga eléctrica que el dispositivo de control de carga está controlando.

El documento WO–A–2006/133168 da a conocer un circuito de control de puerta con un conmutador de semiconductores y un circuito de activación.

Sumario de la invención La invención se define en las reivindicaciones independientes. Algunas realizaciones se definen en las reivindicaciones dependientes.

Además, la presente invención proporciona un circuito de control de carga para controlar la cantidad de potencia que se suministra a una carga eléctrica desde una fuente de potencia de CA. El circuito de control de carga comprende un dispositivo conductor de forma controlable y un controlador. El dispositivo conductor de forma controlable está adaptado para acoplarse en una conexión eléctrica en serie entre la fuente de potencia y la carga eléctrica. El dispositivo conductor de forma controlable tiene un estado conductor y un estado no conductor. El dispositivo conductor de forma controlable tiene una entrada de control y puede accionarse para entrar en el estado conductor en respuesta a una corriente de puerta que se conduce a través de la entrada de control. El controlador puede accionarse para hacer que funcione el dispositivo conductor de forma controlable para cambiar el dispositivo conductor de forma controlable desde el estado no conductor hasta el estado conductor cada semiciclo de la tensión de línea de CA de la fuente de potencia de CA. El controlador puede accionarse para determinar, en respuesta a la magnitud de la corriente de puerta a través de la entrada de control del dispositivo conductor de forma controlable, si el dispositivo conductor de forma controlable está conduciendo corriente a la carga en el momento actual.

El circuito de control de carga comprende además un circuito de detección tal como se define en la reivindicación 1.

La presente invención proporciona adicionalmente un procedimiento de control de la cantidad de potencia que se suministra a una carga eléctrica a desde una fuente de potencia. El procedimiento comprende las etapas de: (1) acoplar un dispositivo conductor de forma controlable en una conexión eléctrica en serie entre la fuente de potencia y la carga eléctrica, teniendo el dispositivo conductor de forma controlable un estado conductor y un estado no conductor; (2) conducir una corriente de puerta a través de la entrada de control para dar lugar a que el dispositivo conductor de forma controlable entre en el estado conductor; (3) supervisar la corriente de puerta; y (4) determinar, en respuesta a la etapa de supervisar la corriente de puerta, si el dispositivo conductor de forma controlable está conduciendo corriente a la carga en el momento actual.

Otras características y ventajas de la presente invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción de la invención, con referencia a los dibujos adjuntos.

Breve descripción de los dibujos La figura 1 es un diagrama de bloques simplificado de un sistema de control de iluminación de tres vías que incluye un regulador de intensidad luminosa de tres vías inteligente de acuerdo con una primera realización de la presente invención;

La figura 2A es una vista en perspectiva de una interfaz de usuario del regulador de intensidad luminosa inteligente de la figura 1;

La figura 2B muestra un diagrama de estados que resume el funcionamiento del sistema de control de iluminación de la figura 1;

La figura 3 es un diagrama esquemático simplificado que muestra los circuitos de detección de corriente del regulador de intensidad luminosa inteligente de la figura 1 en mayor detalle;

Las figuras 4A y 4B son unos diagramas simplificados que muestran unas formas de onda del funcionamiento del regulador de intensidad luminosa inteligente de la figura 1;

La figura 5 es un diagrama de flujo simplificado de un procedimiento de botón ejecutado por un controlador del regulador de intensidad... [Seguir leyendo]

1. Un circuito de control de carga para controlar la cantidad de potencia que se suministra a una carga (108) eléctrica a partir de una fuente (106) de potencia de CA que genera una tensión de línea de CA, comprendiendo el circuito de control de carga:

un dispositivo (110, 114, 1410, 1414) conductor de forma controlable adaptado para acoplarse en una conexión eléctrica en serie entre la fuente (106) de potencia y la carga (108) eléctrica, teniendo el dispositivo conductor de forma controlable un estado conductor y un estado no conductor, teniendo el dispositivo conductor de forma controlable una entrada de control y pudiendo accionarse para entrar en el estado conductor en respuesta a una corriente de puerta que se conduce a través de la entrada de control; y un controlador (118, 818, 1118, 1418, 1518) que puede accionarse para hacer que funcione el dispositivo (110, 114, 1410, 1414) conductor de forma controlable para cambiar el dispositivo conductor de forma controlable desde el estado no conductor hasta el estado conductor cada semiciclo de la tensión de línea de CA, pudiendo el controlador accionarse para determinar, en respuesta a la magnitud de la corriente de puerta a través de la entrada de control del dispositivo conductor de forma controlable, si el dispositivo conductor de forma controlable está conduciendo corriente a la carga en el momento actual;

caracterizado porque el circuito de control de carga comprende además un circuito (142, 152, 1442, 1452) de detección que tiene una entrada acoplada operativamente a la entrada de control del dispositivo (110, 114, 1410, 1414) conductor de forma controlable y una salida acoplada operativamente al controlador (118, 818, 1118, 1418, 1518) , pudiendo el circuito de detección accionarse para proporcionar una señal de control representativa de la magnitud de la corriente de puerta al controlador.

2. El circuito de control de carga de la reivindicación 1, que además comprende:

un terminal (H) de línea adaptado para acoplarse a un lado de conexión de fase de la fuente de potencia de CA; un terminal (SH1, SH2, DH, DH1, DH2) de carga adaptado para acoplarse a la carga eléctrica; y un terminal (N) de neutro adaptado para acoplarse a un lado neutro de la fuente de potencia de CA; en el que la corriente de puerta se conduce a través del terminal neutro.

3. El circuito de control de carga de la reivindicación 1, en el que el controlador puede accionarse para determinar que el dispositivo conductor de forma controlable está conduciendo una corriente de carga a la carga si la corriente de puerta tiene una magnitud de sustancialmente cero amperios.

4. El circuito de control de carga de la reivindicación 3, en el que el controlador puede accionarse para determinar que el dispositivo conductor de forma controlable no está conduciendo la corriente de carga a la carga si la corriente de puerta tiene una magnitud mayor que sustancialmente cero amperios.

5. El circuito de control de carga de la reivindicación 4, en el que el controlador puede accionarse para determinar que el dispositivo conductor de forma controlable no está conduciendo la corriente de carga a la carga si la corriente de puerta tiene una magnitud mayor que aproximadamente un miliamperio.

6. El circuito de control de carga de la reivindicación 2, que además comprende:

un segundo terminal (DH2) de carga adaptado para acoplarse a una segunda carga (109) eléctrica; y un segundo dispositivo (1414) conductor de forma controlable adaptado para acoplarse en una conexión eléctrica en serie entre la fuente de potencia y la segunda carga eléctrica, teniendo el segundo dispositivo conductor de forma controlable un estado conductor y un estado no conductor, teniendo el segundo dispositivo conductor de forma controlable una entrada de control y pudiendo accionarse para entrar en el estado conductor en respuesta a una segunda corriente de puerta que se conduce a través de la entrada de control; en el que el controlador (1418, 1518) puede accionarse para hacer que funcione el segundo dispositivo (1414) conductor de forma controlable para cambiar el segundo dispositivo conductor de forma controlable desde el estado no conductor hasta el estado conductor cada semiciclo de la tensión de línea de CA, pudiendo el controlador accionarse para determinar, en respuesta a la magnitud de la segunda corriente de puerta a través de la entrada de control del segundo dispositivo conductor de forma controlable, si el segundo dispositivo conductor de forma controlable está conduciendo corriente a la carga en el momento actual.

7. El circuito de control de carga de la reivindicación 6, en el que el controlador (1418, 1518) puede accionarse para controlar independientemente la cantidad de potencia que se suministra a las cargas eléctricas.

8. El circuito de control de carga de la reivindicación 6, que además comprende:

una primera resistencia (1460) acoplada entre el primer terminal (DH1) de carga y el terminal (N) neutro;

14 10

una segunda resistencia (1470) acoplada entre el segundo terminal (DH2) de carga y el terminal (N) neutro; en el que las resistencias primera y segunda tienen unas resistencias dimensionadas de tal modo que se evita que las corrientes de puerta primera y segunda superen los valores nominales de corriente de retención de los dispositivos conductores de forma controlable.

9. El circuito de control de carga de la reivindicación 6, que además comprende:

una resistencia acoplada entre los terminales (1564) de carga primero y segundo, teniendo la resistencia una resistencia dimensionada de tal modo que se evita que las corrientes de puerta primera y segunda superen los valores nominales de corriente de retención de los dispositivos conductores de forma controlable.

10. El circuito de control de carga de la reivindicación 2, que además comprende:

una resistencia (1160) acoplada entre el terminal de carga y el terminal neutro, teniendo la resistencia una resistencia dimensionada de tal modo que se evita que la corriente de puerta supere un valor nominal de corriente de retención del dispositivo conductor de forma controlable.

11. El circuito de control de carga de la reivindicación 1, en el que el circuito de detección comprende un circuito de detección de corriente.

12. El circuito de control de carga de la reivindicación 11, que además comprende:

un circuito (140, 150, 1440, 1450) de activación acoplado en una conexión eléctrica en serie con la entrada de control del dispositivo conductor de forma controlable y la entrada del circuito de detección, el circuito de activación sensible al controlador.

13. El circuito de control de carga de la reivindicación 1, en el que el controlador puede accionarse para determinar que el dispositivo conductor de forma controlable está conduciendo una corriente de carga a la carga si la corriente de puerta no está fluyendo cerca del pico de la tensión de línea de CA cuando el controlador está haciendo que funcione el dispositivo conductor de forma controlable.

14. El circuito de control de carga de la reivindicación 13, en el que el controlador puede accionarse para determinar que el dispositivo conductor de forma controlable no está conduciendo la corriente de carga a la carga si la primera corriente de puerta está fluyendo cerca del pico de la tensión de línea de CA cuando el controlador está haciendo que funcione el dispositivo conductor de forma controlable.

15. El circuito de control de carga de la reivindicación 1, en el que el controlador puede accionarse para hacer que funcione el dispositivo conductor de forma controlable en un instante predeterminado cada semiciclo de la tensión de línea de CA, y para supervisar la señal de control procedente del circuito de detección después de que ha transcurrido una cantidad de tiempo predeterminada desde que el dispositivo conductor de forma controlable se hizo funcionar por el controlador.

16. El circuito de control de carga de la reivindicación 1, en el que el controlador puede accionarse para hacer que funcione el dispositivo conductor de forma controlable sustancialmente en el comienzo de un semiciclo de la tensión de línea de CA, y para supervisar la señal de control procedente del circuito de detección durante el semiciclo cerca de un tiempo que se corresponde con una tensión de pico de la tensión de línea de CA.

17. El circuito de control de carga de la reivindicación 1, en el que el dispositivo (110, 114, 1410, 1414) conductor de forma controlable comprende un conmutador de semiconductores bidireccional.

18. El circuito de control de carga de la reivindicación 17, en el que el conmutador de semiconductores bidireccional comprende un triac.

19. El circuito de control de carga de la reivindicación 1, que además comprende:

un circuito (130) de comunicación adaptado para transmitir un mensaje digital;

en el que el controlador puede accionarse para transmitir el mensaje digital a través del circuito (130) de comunicación en respuesta a la determinación de que el dispositivo conductor de forma controlable no está conduciendo corriente a la carga en el momento actual.

20. El circuito de control de carga de la reivindicación 1, que además comprende:

una pantalla de visualización para proporcionar una realimentación a un usuario del dispositivo de control de carga; en el que el controlador puede accionarse para dar lugar a que la pantalla de visualización proporcione la realimentación en respuesta a la determinación de que el dispositivo conductor de forma controlable no está conduciendo corriente a la carga en el momento actual.

21. Un procedimiento de control de la cantidad de potencia que se suministra a una carga (108) eléctrica a partir de una fuente (106) de potencia de CA, comprendiendo el procedimiento las etapas de:

acoplar un dispositivo (110, 114, 1410, 1414) conductor de forma controlable en una conexión eléctrica en serie entre la fuente de potencia de CA y la carga eléctrica, teniendo el dispositivo conductor de forma controlable un estado conductor y un estado no conductor; conducir una corriente de puerta a través de la entrada de control para dar lugar a que el dispositivo conductor de forma controlable entre en el estado conductor; caracterizado porque el procedimiento comprende además las etapas de:

supervisar la corriente de puerta; y determinar, en respuesta a la etapa de supervisar la corriente de puerta, si el dispositivo conductor de forma controlable está conduciendo corriente a la carga en el momento actual.

22. El procedimiento de la reivindicación 21, en el que la etapa de determinar comprende además determinar que el dispositivo conductor de forma controlable está conduciendo una corriente de carga a la carga si la corriente de puerta tiene una magnitud de sustancialmente cero amperios.

23. El procedimiento de la reivindicación 22, que comprende además la etapa de:

determinar que el dispositivo conductor de forma controlable no está conduciendo la corriente de carga a la carga si la corriente de puerta tiene una magnitud mayor que sustancialmente cero amperios.

24. El procedimiento de la reivindicación 23, en el que la etapa de determinar que el dispositivo conductor de forma controlable no está conduciendo comprende además determinar que el dispositivo conductor de forma controlable no está conduciendo la corriente de carga a la carga si la corriente de puerta tiene una magnitud mayor que aproximadamente un miliamperio.

25. El procedimiento de la reivindicación 21, que comprende además las etapas de:

hacer que funcione el dispositivo conductor de forma controlable en un instante predeterminado cada semiciclo de una tensión de línea de CA de la fuente de potencia; en el que la etapa de determinar comprende determinar si el dispositivo conductor de forma controlable está conduciendo corriente en el momento actual después de que ha transcurrido una cantidad de tiempo predeterminada desde que la etapa de hacer que funcione el dispositivo conductor de forma controlable.

26. El procedimiento de la reivindicación 21, que comprende además las etapas de:

hacer que funcione el dispositivo conductor de forma controlable sustancialmente en el comienzo de un semiciclo de una tensión de línea de CA de la fuente de potencia; en el que la etapa de determinar comprende determinar si el dispositivo conductor de forma controlable está conduciendo corriente en el momento actual durante el semiciclo cerca de un tiempo que se corresponde con una tensión de pico de la tensión de línea de CA.