ES2233762T3 - Atenuador de luz con reconocimiento de la clase de carga. - Google Patents
Atenuador de luz con reconocimiento de la clase de carga.Info
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Abstract
Atenuador de luz con reconocimiento de la clase de carga con un circuito rectificador (11), un interruptor bajo carga (13) conectado con la salida del circuito rectificador, dispositivos (14, 15) para el reconocimiento de los pasos por cero de la tensión y de los pasos por cero de la corriente a la salida del circuito rectificador (11) y una unidad de control (14) que: - conecta y desconecta periódicamente el interruptor bajo carga (13), - en un periodo parcial (HP1) con el interruptor bajo carga (13) conectado determina uno de los pasos por cero de la corriente como momento de inicio y en el siguiente periodo parcial determina uno de los pasos por cero de la tensión como momento de cesación de un primer intervalo (tEA), - en un periodo parcial (HP2) con el interruptor bajo carga (13) desconectado determina uno de los pasos por cero de la tensión como momento de inicio y en el siguiente periodo parcial (HP1) determina uno de los pasos por cero de la corriente como momento de cesación deun segundo intervalo (tAE), - compara las longitudes del primer intervalo y del segundo intervalo (tEA, tAE) y determina a partir de ello la clase de carga.
Description
Atenuador de luz con reconocimiento de la clase
de carga.
La invención se refiere a un atenuador de luz con
reconocimiento de la clase de carga para la determinación de si la
carga controlada mediante el atenuador de luz es una carga
inductiva, una carga capacitiva o una carga resistiva.
En la EP 0 618 667 B1 se aclara que para el
control de las cargas se trabaja ya sea con un control por corte de
fase ascendente o bien con un control por corte de fase
descendente. Un corte de fase ascendente se logra mediante un
retardo de la conexión de la carga y termina en el paso por cero de
la respectiva semionda de corriente alterna. En el corte de fase
descendente no tiene lugar un retardo del encendido, sino que tiene
lugar una desconexión antes del final de la semionda. Las
impedancias de los dispositivos de iluminación que se controlan
mediante un atenuador de luz pueden contener además de su
componente resistiva también una componente capacitiva o inductiva.
Para evitar las altas tensiones de desconexión, las cargas con
comportamiento inductivo deben hacerse funcionar con corte de fase
ascendente, y para evitar las altas intensidades de conexión las
cargas con comportamiento capacitivo deben hacerse funcionar con
corte de fase descendente. La clase de carga se determina a base de
aportar a la carga un corto impulso de corriente. Un detector de la
clase de carga reconoce la tensión de desconexión que se produce en
la carga al tener lugar la desconexión del impulso de corriente, y
determina mediante ello si se trata de una carga inductiva. No
puede distinguirse entre cargas capacitivas y cargas resistivas.
También en un atenuador de luz universal según la
EP 0 923 274 A2 se evalúa un impulso de conmutación que surge al
tener lugar la desconexión de una carga inductiva en control por
corte de fase descendente.
Por la DE 197 51 828 A1 es conocido un atenuador
de luz con reconocimiento de la clase de carga en el que la carga es
conectada en un momento establecido antes del previsto paso por
cero de la tensión de la red y es desconectada de nuevo en el paso
por cero de la corriente. Se mide y se compara con un valor
normalizado previamente determinado el intervalo de tiempo que
transcurre entre la conexión y la desconexión de la carga. En el
caso de las cargas inductivas se desplaza el momento previsto para
la desconexión. Para destacar este efecto, el interruptor
semiconductorizado no es conectado en la subsiguiente semionda de la
corriente de la red, sino en el múltiplo impar de la semionda de la
corriente de la red. Gracias a ello es producida en el circuito de
carga una componente de corriente continua que permite reconocer la
clase de la carga conectada.
La presente invención persigue la finalidad de
crear un atenuador de luz con reconocimiento de la clase de carga
que presente una alta sensibilidad de reconocimiento.
Esta finalidad es alcanzada según la invención
con las características que se indican en la reivindicación 1.
Según ello, el atenuador de luz contiene una unidad de control
que
- conecta y desconecta periódicamente el
interruptor bajo carga,
- en un periodo parcial con el interruptor bajo
carga conectado determina uno de los pasos por cero de la corriente
como momento de inicio y en el siguiente periodo parcial determina
uno de los pasos por cero de la tensión como momento de cesación de
un primer intervalo,
- en un periodo parcial con el interruptor bajo
carga desconectado determina uno de los pasos por cero de la
tensión como momento de inicio y en el siguiente periodo parcial
determina uno de los pasos por cero de la corriente como momento de
cesación de un segundo intervalo,
- compara las longitudes del primer intervalo y
del segundo intervalo y determina a partir de ello la clase de
carga.
En el atenuador de luz según la invención, la
unidad de control efectúa primeramente un ciclo de prueba en el que
el interruptor bajo carga es conectado y desconectado
periódicamente. Debido a ello se producen periodos parciales con
tensión alterna en el circuito rectificador y periodos parciales con
corriente alterna a través del circuito rectificador. En el caso de
la carga inductiva se produce un retraso de la curva de la
corriente alterna con respecto a una curva de la corriente alterna
en el caso de la carga resistiva. Debido a ello es retardado el
paso por cero de la corriente, que finaliza el primer intervalo, con
lo cual es acortado el primer intervalo. El segundo intervalo
comienza por el contrario regularmente con el correspondiente paso
por cero de la tensión, por ejemplo al final de un semiperiodo, y
su final es retrasado por la carga inductiva, con lo cual se alarga
el segundo intervalo. Mediante una comparación de las longitudes
del primer intervalo y del segundo intervalo puede establecerse la
clase de carga. Si el segundo intervalo es más largo que el primer
intervalo, se trata de una carga inductiva. Si por el contrario el
segundo intervalo es más corto que el primer intervalo, se trata de
una carga capacitiva. En el caso de una carga resistiva, ambos
intervalos tienen la misma longitud.
Las longitudes de ambos intervalos pueden ser
restadas por la unidad de control. Esto tiene la ventaja de que es
duplicado un periodo de tiempo que es ocasionado por la acción
inductiva o capacitiva. Con ello se logra una más alta sensibilidad
del reconocimiento de la clase de carga.
La sensibilidad puede ser incrementada
adicionalmente si la unidad de control acumula a lo largo de varios
periodos el resultado de la comparación o las longitudes del primer
intervalo y del segundo intervalo. Esto facilita el reconocimiento
de un desplazamiento de fase. Existe también la posibilidad de
efectuar una promediación a partir del resultado de la acumulación y
del número de periodos. Gracias a ello se eliminan las
adulteraciones que pueden producirse en determinados periodos
individuales del ciclo de prueba.
Se aclara a continuación más detalladamente un
ejemplo de realización de la invención haciendo referencia a los
dibujos.
Las distintas figuras muestran lo siguiente:
La Fig. 1, un diagrama de bloques del circuito de
reconocimiento de la clase de carga, y
la Fig. 2, un diagrama de las curvas de las
tensiones y las intensidades a lo largo del tiempo.
Según la Fig. 1, está conectado a una fuente de
tensión de la red, que suministra una tensión de la red U_{red},
un circuito en serie que consta de un circuito rectificador 11 y un
dispositivo consumidor de energía eléctrica 12. El circuito
rectificador 11 es un rectificador de onda completa que a partir de
la tensión de la red produce una tensión continua pulsatoria en los
bornes de salida, que están identificados con los signos más y
menos.
A la salida del circuito rectificador 11 está
conectado un interruptor 13 que está realizado en forma de un
MOSFET (MOSFET = transistor de efecto de campo
metal-óxido-semiconductor) y cuyas conexiones
principales están identificadas con S (fuente) y
D (drenaje). El control del transistor se efectúa a través del electrodo de control G. Si el interruptor 13 es conductor, los pasos por cero a través de los diodos del circuito rectificador corresponden entonces a los pasos por cero de la corriente de carga. Si el interruptor 13 no es conductor, la tensión a través del circuito rectificador es igual a la tensión de la red.
D (drenaje). El control del transistor se efectúa a través del electrodo de control G. Si el interruptor 13 es conductor, los pasos por cero a través de los diodos del circuito rectificador corresponden entonces a los pasos por cero de la corriente de carga. Si el interruptor 13 no es conductor, la tensión a través del circuito rectificador es igual a la tensión de la red.
A la salida del circuito rectificador 11 está
conectada una unidad de control 14 que está realizada en forma de
un microprocesador que recibe gracias a ello su tensión de
servicio. La unidad de control 14 controla además al electrodo de
control G del interruptor bajo carga 13 de la manera que será
aclarada más adelante.
Los bornes de entrada del circuito rectificador
11 están en conexión con un dispositivo 15 para el reconocimiento de
los pasos por cero de la tensión de la red. El dispositivo 15
contiene un amplificador diferencial que reconoce los pasos por
cero U_{o} y envía entonces un respectivo impulso a la unidad de
control 14.
El circuito rectificador está además conectado
con un dispositivo 16 para el reconocimiento de los pasos por cero
I_{o} de la corriente de carga que circula a través del circuito
rectificador 11. El reconocimiento de los pasos por cero de la
corriente es efectuado mediante la supervisión de la tensión de
paso de los diodos del circuito rectificador. También el dispositivo
16 para el reconocimiento de pasos por cero envía correspondientes
señales de reconocimiento a la unidad de control 14.
En la Fig. 2 está representado el curso que sigue
a lo largo del tiempo la tensión U_{G} en el electrodo de control
G del interruptor bajo carga 13 durante un ciclo de prueba que es
efectuado por la unidad de control 14 para la determinación de la
clase de carga. En el ciclo de prueba es conectado y desconectado
periódicamente el interruptor bajo carga, alternándose periodos
parciales HP1 de conexión con periodos parciales HP2 de desconexión
del interruptor bajo carga. Al estar el interruptor bajo carga
desconectado, o sea en los periodos parciales HP2, está aplicada a
la entrada del circuito rectificador 11 la tensión de la red
U_{red}. En los periodos parciales HP1 de conexión del
interruptor bajo carga es cero la tensión de entrada del circuito
rectificador. Esto está aclarado mediante la curva de tensión 20 de
la Fig. 2, que indica el curso que sigue a lo largo del tiempo la
tensión a la entrada del circuito rectificador.
La curva más inferior 22 de la Fig. 2 indica el
curso que sigue a lo largo del tiempo la corriente de carga
I_{carga}. En los periodos parciales HP1 la corriente de carga
sigue un curso en general sinusoidal, y en los periodos parciales
HP2 dicha corriente de carga es cero.
Un periodo parcial HP1 comienza bajo el control
de la unidad de control 14 en el momento de un paso por cero de la
tensión de la red U_{red}. Exactamente en el momento de
producirse este paso por cero, el interruptor bajo carga 13 es
puesto en el estado de conducción, con lo cual cae toda la tensión
a través de la carga 12 (Fig. 1) y deviene cero la tensión del
circuito rectificador. Al mismo tiempo circula una corriente de
carga que está indicada mediante la curva de línea continua 22. Los
pasos por cero de esta corriente de carga son reconocidos por el
dispositivo 16 y contados por la unidad de control 14. En el segundo
paso por cero después del comienzo del primer periodo parcial HP1
es establecido el momento de inicio de un primer intervalo
t_{EA}. La unidad de control 14 mide la duración del intervalo a
partir de este momento de inicio. Se llega al momento de cesación
del intervalo t_{EA} al producirse el segundo paso por cero de la
tensión del segundo periodo parcial HP2.
El segundo periodo parcial HP2 comienza cuando la
corriente de carga I_{carga} alcanza el cuarto paso por cero. El
interruptor bajo carga 13 es puesto entonces en estado de
desconexión. En el segundo periodo parcial HP2 son contados los
pasos por cero de la tensión U_{red}. El segundo periodo parcial
termina con el cuarto paso por cero de la tensión de la red.
Puede naturalmente variar el número de pasos por
cero tras el cual es efectuada en cada caso una variación del
estado de conmutación. Para que no esté aplicada a la carga una
componente de tensión continua, deberá elegirse en general un
número par de pasos por cero. En los respectivos estados de
conmutación deberá ser además el mismo el número de pasos por cero
de la tensión y de la corriente. En el caso presente se varía el
estado de conmutación cada cuatro pasos por cero. También el
momento de inicio y el momento de cesación de los intervalos
t_{EA} y t_{AE} pueden producirse en un paso por cero constante
a elegir.
El segundo intervalo t_{AE} comienza con el
segundo paso por cero de la tensión en el segundo periodo parcial
HP2 y finaliza con el segundo paso por cero de la corriente de
carga en el subsiguiente primer periodo parcial HP1.
Como se indica en la Fig. 2 mediante la curva de
línea continua 22, que reproduce la corriente de carga I_{carga}
en el caso de la carga resistiva, en este caso de carga específico
son iguales entre sí las duraciones de los intervalos t_{EA} y
t_{AE}.
En la Fig. 2 la curva de línea de trazos 24
indica la corriente de carga I_{carga} en caso de carga
inductiva, o sea cuando la carga 12 (Fig. 1) tiene una componente
inductiva. Debido a la inductividad es retardada la corriente de
carga, es decir que la misma recibe un desplazamiento de fase.
Ciertamente comienza la formación de la corriente de carga al
comienzo del primer periodo parcial HP1, pero se retrasa la subida
y la corriente de carga sigue entonces de nuevo una curva
sinusoidal que sin embargo va retrasada con respecto a la curva de
línea continua. Esto significa que el último (el cuarto) paso por
cero 25 en el que tiene lugar el paso al segundo periodo parcial
HP2 tiene lugar más tarde, cuando la tensión de la red U_{red} ha
alcanzado ya un valor más alto. A continuación se produce después
del segundo paso por cero de la tensión de la red el momento de
cesación del primer intervalo t_{EA}, que es igual al momento de
inicio del segundo intervalo t_{AE}. El momento de cesación del
segundo intervalo t_{AE} es el segundo paso por cero de la
corriente de carga. En la Fig. 2 se ha representado exageradamente
en la curva 24 el retardo cronológico de la corriente de carga que
es ocasionado inductivamente, para aclarar lo que sucede.
La unidad de control 14 mide la duración del
primer intervalo y del segundo intervalo y forma entonces el
resultado comparativo t_{AE} - t_{EA}. Si este valor es
positivo, o sea si t_{AE} es mayor que t_{EA}, se interpreta que
la carga es "inductiva". Si el valor es por el contrario
negativo, o sea si t_{EA} es mayor que t_{AE}, se interpreta
que la carga es "capacitiva". En el caso de la carga capacitiva
la corriente de carga va concretamente por delante de la curva 22
para la carga resistiva. Debido a ello, el primer intervalo
t_{EA} comienza antes que en el caso de la curva 22, y el segundo
intervalo t_{AE} termina antes que en el caso de la curva 22.
Gracias a la formación de la diferencia es
duplicada la desviación con respecto a una carga resistiva. Es
también posible acumular el valor de la diferencia a lo largo de
varios periodos de conmutación del interruptor bajo carga y utilizar
entonces para la determinación de la clase de carga el resultado de
la acumulación o un valor de promedio.
Si durante el ciclo de prueba, que abarca un
determinado número de periodos, fue determinada una carga inductiva,
se hace a continuación que el atenuador de luz funcione en control
por corte de fase ascendente. Si se constató una carga capacitiva o
una carga resistiva, se hace que el atenuador de luz funcione en
control por corte de fase descendente.
Claims (4)
1. Atenuador de luz con reconocimiento de la
clase de carga con un circuito rectificador (11), un interruptor
bajo carga (13) conectado con la salida del circuito rectificador,
dispositivos (14, 15) para el reconocimiento de los pasos por cero
de la tensión y de los pasos por cero de la corriente a la salida
del circuito rectificador (11) y una unidad de control (14) que
- conecta y desconecta periódicamente el
interruptor bajo carga (13),
- en un periodo parcial (HP1) con el interruptor
bajo carga (13) conectado determina uno de los pasos por cero de la
corriente como momento de inicio y en el siguiente periodo parcial
determina uno de los pasos por cero de la tensión como momento de
cesación de un primer intervalo (t_{EA}),
- en un periodo parcial (HP2) con el interruptor
bajo carga (13) desconectado determina uno de los pasos por cero de
la tensión como momento de inicio y en el siguiente periodo parcial
(HP1) determina uno de los pasos por cero de la corriente como
momento de cesación de un segundo intervalo (t_{AE}),
- compara las longitudes del primer intervalo y
del segundo intervalo (t_{EA}, t_{AE}) y determina a partir de
ello la clase de carga.
2. Atenuador de luz según la reivindicación 1,
en el que la unidad de control (14) resta las longitudes de los
intervalos (t_{EA}, t_{AE}).
3. Atenuador de luz según la reivindicación 1 o
2, en el que la unidad de control (14) acumula a lo largo de varios
periodos el resultado de la comparación o las longitudes del primer
intervalo y del segundo intervalo.
4. Atenuador de luz según la reivindicación 3,
en el que se efectúa una promediación a partir del resultado de la
acumulación y del número de periodos.
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