ES2968758T3

ES2968758T3 - Sistemas y métodos para regular el consumo de energía de un recolector de energía por inducción (IPH)

Info

Publication number: ES2968758T3
Application number: ES19907902T
Authority: ES
Inventors: Eyal Doron
Original assignee: Connected Intelligence Systems Ltd
Current assignee: Connected Intelligence Systems Ltd
Priority date: 2018-12-31
Filing date: 2019-11-10
Publication date: 2024-05-13
Anticipated expiration: 2039-11-10
Also published as: IL264042B; US20220077715A1; US11728678B2; EP3906572A1; EP3906572A4; EP3906572B1; CN113287180B; CN113287180A; WO2020141501A1; IL264042A

Abstract

Un método para regular la impedancia de entrada de un regulador de conmutación, comprendiendo el método: obtener, en un controlador de impedancia: (a) un valor de voltaje medido que es indicativo de una corriente de entrada del regulador de conmutación y (b) un voltaje de entrada del regulador de conmutación. regulador, en el que una relación entre el voltaje de entrada y la corriente de entrada define una impedancia de entrada real del regulador de conmutación; generar una señal de control mediante el controlador de impedancia, de acuerdo con una diferencia entre la impedancia de entrada real del regulador de conmutación y una impedancia de entrada deseada del regulador de conmutación, en donde la impedancia de entrada deseada es una impedancia predefinida; y controlar un nodo de retroalimentación que alimenta al regulador de conmutación, de acuerdo con la señal de control, para realizar un voltaje de salida del regulador de conmutación para lograr la impedancia de entrada deseada, en donde el nodo de retroalimentación es externo al regulador de conmutación, regulando así la impedancia de entrada de el regulador de conmutación externamente al regulador de conmutación. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sistemas y métodos para regular el consumo de energía de un recolector de energía por inducción (IPH)

Campo técnico

La invención se refiere a sistemas y métodos para regular el consumo de energía de un recolector de energía por inducción (IPH).

Antecedentes de la invención

Un recolector de energía por inducción (IPH) puede capturar la energía de una línea de energía alta de corriente alterna (CA) (por ejemplo, una línea de distribución subterránea de media tensión (MV) o una línea de transmisión aérea de alta tensión) para dar energía a uno o más dispositivos electrónicos (por ejemplo, un monitor de calidad de la energía instalado en la línea) sin conectarse directamente a la línea de energía alta. Un IPH que captura la energía de una línea de energía alta de CA típicamente incluye un núcleo ferromagnético dividido con forma toroidal (es decir, de anillo o de rosquilla) y uno o más embobinados (es decir, bobinas) enrollados alrededor del núcleo. Cuando el IPH se monta en una línea de energía alta que transporta una corriente, un campo magnético variable en el tiempo que rodea la línea de energía alta enrosca los embobinados enrollados alrededor del núcleo. De esta manera puede generarse una señal de energía CA a través de los terminales de un embobinado de los embobinados para su extracción mediante un circuito de extracción. El circuito de extracción suministra energía para dar energía a los dispositivos electrónicos, de acuerdo con la energía generada por el IPH.

El circuito de extracción debe ser capaz de suministrar varios vatios de energía para dar energía a los dispositivos electrónicos incluso cuando corrientes de línea bajas (por ejemplo, 20 A o menos) fluyen a través de la línea de energía CA. Un objeto de la presente descripción es diseñar un circuito de extracción que aumente el consumo de energía del IPH a las corrientes de línea bajas.

Por otra parte, es necesario evitar que el circuito de extracción realice la extracción de la energía del IPH cuando se cumplan ciertas condiciones, tal como cuando las corrientes de línea altas (por ejemplo, cientos de amperios) fluyen a través de la línea de energía CA. Un controlador del suministro de energía para dar energía a los dispositivos electrónicos extrae sólo la corriente del IPH que necesita, presentando por lo tanto una alta impedancia al IPH cuando corrientes de línea altas fluyen a través de la línea de energía CA. Esto puede provocar que la tensión IPH aumente hasta la fuerza electromotriz (EMF) de circuito abierto, que puede ser muy alta para corrientes de línea altas. En ausencia de un sistema para evitar que el circuito de extracción realice la extracción de la energía del IPH, toda la trayectoria de la energía, incluidos el cableado, los conectores y el propio circuito de extracción, tendría que diseñarse para resistir la EMF del circuito abierto del IPH, por lo tanto, aumenta mayormente la complejidad y el costo de capturar la energía mediante el uso del IPH.

Es conocido en la técnica fijar la tensión del IPH al hacer pasar el exceso de corriente generada por el IPH a través de una carga resistiva. Sin embargo, la carga resistiva disipa el exceso de energía, que puede alcanzar decenas o cientos de vatios de energía, en forma de calor. Esto nuevamente aumenta mayormente la complejidad y el costo de capturar la energía mediante el uso del IPH.

En vista de lo anterior, un objeto de la presente descripción es diseñar un sistema que sea capaz de evitar que el circuito de extracción realice la extracción de la energía del IPH cuando se cumplen ciertas condiciones, mientras disipa poca energía.

Además, existe la necesidad en la técnica de garantizar que el IPH se instale en la línea de energía CA de forma segura y a bajo costo. El núcleo del IPH es un núcleo dividido que se instala alrededor de la línea de energía CA. Cuando las dos mitades del núcleo se acercan, el flujo magnético a través del núcleo aumenta rápidamente, lo que da como resultado una gran fuerza de atracción que atrae a las dos mitades del núcleo. En consecuencia, las dos mitades se juntarán de manera que puede resultar muy incómoda, por no decir peligrosa, para el instalador del IPH. Por otra parte, el flujo magnético aumentado a través del núcleo cuando se juntan las dos mitades del núcleo puede provocar un pico de tensión en los contactos eléctricos de un embobinado del núcleo, que puede alcanzar o superar un valor de cientos de voltios. Este pico de tensión puede ser peligroso para el instalador. Incluso si los contactos eléctricos se cubren durante la instalación del IPH, la existencia del pico de tensión requiere que los conectores y el cableado se especifiquen para soportar altas tensiones, lo que aumenta el tamaño y el costo del IPH.

En vista de lo anterior, un objeto de la presente descripción es instalar el IPH de forma segura y a bajo costo.

Las referencias consideradas relevantes como antecedentes de la materia objeto descrita actualmente se enumeran más abajo. El reconocimiento de las referencias en la presente descripción no debe inferirse en el sentido de que estas sean de alguna manera relevantes para la patentabilidad de la materia objeto descrita actualmente.

La patente de Estados Unidos Núm. 8,338,991 (Von Novak y otros), publicada el 25 de diciembre de 2012, se dirige a la energía inalámbrica. Un receptor de energía inalámbrico incluye una antena receptora para acoplarse con la radiación del campo cercano en una región en modo de acoplamiento generada por una antena de transmisión que opera a una frecuencia resonante. La antena receptora genera una señal de RF cuando se acopla a la radiación del campo cercano y un rectificador convierte la señal de RF en una señal de entrada CC. Un convertidor de corriente continua a corriente continua (CC a CC) acoplado a la señal de entrada CC genera una señal de salida CC. Un modulador de impulsos genera una señal de modulación de ancho de impulsos al convertidor de CC a CC para ajustar una impedancia de CC del receptor de energía inalámbrico al modificar un ciclo de trabajo de la señal de modulación de ancho de impulsos en respuesta a al menos uno de una tensión de la señal de entrada CC, una corriente de la señal de entrada CC, una tensión de la señal de salida CC y una corriente de la señal de salida CC.

La publicación de la solicitud de patente de Estados Unidos Núm. 2017/0179732 (Hoeppner y otros), publicada el 22 de junio de 2017, describe un sistema de recolección de energía que puede incluir un conductor eléctrico a través del cual fluye la energía primaria. El sistema también puede incluir un transformador de instrumentos dispuesto alrededor del conductor eléctrico, donde el transformador de instrumentos incluye un inductor secundario, donde el transformador de instrumentos crea una primera energía transformada a través del inductor secundario mediante el uso de la primera energía. El sistema también puede incluir al menos un capacitor de sintonización acoplado eléctricamente en paralelo al inductor secundario. El sistema puede incluir además al menos un conmutador acoplado en serie con al menos un capacitor de sintonización, donde al menos un conmutador tiene una posición abierta y una posición cerrada. El sistema también puede incluir una carga eléctrica acoplada eléctricamente al inductor secundario y al menos un conmutador, donde al menos un capacitor de sintonización modifica la primera energía transformada cuando al menos un conmutador está en la posición cerrada.

La publicación de la solicitud de patente de Estados Unidos Núm. 2015/0333509 (Jankowski), publicada el 19 de noviembre de 2015, describe un circuito de protección para un transformador de corriente para evitar que una tensión secundaria en un circuito secundario del transformador de corriente exceda un umbral de tensión secundaria. Puede acoplarse una entrada de circuito de protección al circuito secundario del transformador de corriente de manera que la tensión secundaria se aplica a la entrada del circuito de protección. Una unidad de control se conecta a la entrada del circuito de protección. Una unidad de conmutación se conecta a la entrada del circuito de protección y se conecta operativamente a la unidad de control. La unidad de control se adapta para proporcionar una señal de control a la unidad de conmutación en respuesta a que la tensión secundaria exceda el umbral de tensión secundaria. La unidad de conmutación se adapta para cortocircuitar la entrada del circuito de protección en respuesta a la señal de control proporcionada por la unidad de control. La unidad de conmutación se implementa como un circuito semiconductor.

La patente de Estados Unidos Núm. 9,984,818 (Rumrill), publicada el 29 de mayo de 2018, proporciona un sistema de monitoreo de distribución de energía que puede incluir un número de características. El sistema puede incluir una pluralidad de dispositivos de monitoreo configurados para conectarse a conductores individuales en una red de distribución de energía eléctrica. En algunas modalidades, se dispone un dispositivo de monitoreo en cada conductor de una red trifásica y utiliza un transformador de núcleo dividido para recolectar la energía de los conductores. Los dispositivos de monitoreo pueden configurarse para recolectar la energía de la red eléctrica de CA y saturar el núcleo magnético del transformador en caso de una condición de falla o cuando no se necesita la energía recolectada. También se proporcionan métodos de instalación y uso de los dispositivos de monitoreo.

La patente de Estados Unidos Núm. 6,756,776 (Perkinson y otros), publicada el 29 de junio de 2004, describe un transformador de corriente a instalarse alrededor de un conductor que transporta corriente. El transformador tiene un núcleo dividido con dos partes, que pueden abrirse para permitir al transformador instalarse alrededor o eliminarse del conductor que transporta corriente. Un embobinado enrollado en el núcleo se conecta operativamente a un conmutador de modo que el embobinado pueda cortocircuitarse antes de la abertura del núcleo dividido cuando se elimina el transformador del conductor que transporta corriente para reducir la fuerza magnética que mantiene unidas las partes del núcleo dividido. El embobinado se pone en cortocircuito por el conmutador antes de cerrar las partes del núcleo dividido cuando el transformador se instala alrededor del conductor para minimizar el daño al núcleo debido a la fuerza magnética inducida sobre el mismo. Se usa una herramienta mecánica para abrir o cerrar las partes del núcleo dividido. El conmutador puede vincularse a la herramienta para cortocircuitar y realizar la abertura del embobinado.

El documento US4442471A describe un sistema de protección contra cortocircuito en el que un disyuntor sin disparo se combina con al menos un fusible limitador de corriente de manera que para proporcionar una capacidad de eliminación de cortocircuito de intervalo completo en intervalos de tensión en los que los fusibles de intervalo completo no están disponibles o no son económicos. Una fuente de corriente energizante comprende un transformador de corriente para derivar su energía almacenada de un cable de alta tensión aislado de un sistema de distribución protegido por el disyuntor. Un puente rectificador se protege contra sobretensiones mediante un circuito de protección contra sobretensiones. El circuito de protección contra sobretensiones comprende un tiristor que puede cortocircuitar el embobinado secundario del transformador de corriente para evitar la aplicación de niveles de tensión destructivos al puente rectificador.

Descripción general

De acuerdo con un primer aspecto de la materia objeto descrita actualmente, se proporciona un método de acuerdo con la reivindicación 1.

De acuerdo con un segundo aspecto de la materia objeto descrita actualmente, se proporciona un método para limitar el suministro de energía desde un recolector de energía por inducción (IPH) de acuerdo con la reivindicación 7.

De acuerdo con un tercer aspecto de la materia objeto descrita actualmente, se proporciona un sistema para limitar el suministro de energía desde un recolector de energía por inducción (IPH) de acuerdo con la reivindicación 9.

De acuerdo con un cuarto aspecto de la materia objeto descrita actualmente, se proporciona un sistema para limitar el suministro de energía desde un recolector de energía por inducción (IPH) de acuerdo con la reivindicación 11.

Breve descripción de las figuras

Para entender la materia objeto descrita actualmente y para ver cómo esta puede llevarse a cabo en la práctica, la materia objeto se describirá ahora, solo a modo de ejemplos no limitativos, con referencia a los dibujos acompañantes, en los cuales:

La Figura 1 es un diagrama de bloques que ilustra esquemáticamente un ejemplo de un sistema de recolección de energía inductiva para aumentar el consumo de energía de un recolector de energía por inducción (IPH), que no está cubierto por el alcance de las reivindicaciones;

La Figura 2 es un diagrama de flujo que ilustra un ejemplo de un método para aumentar el consumo de energía de un IPH, que no está cubierto por el alcance de las reivindicaciones;

La Figura 3 es un diagrama de bloques que ilustra esquemáticamente un ejemplo de un sistema de recolección de energía inductiva para limitar un suministro de energía desde un IPH, de acuerdo con la materia objeto reivindicada; La Figura 4 es un diagrama de flujo que ilustra un ejemplo de un método para limitar un suministro de energía desde un IPH, de acuerdo con la materia objeto reivindicada;

La Figura 5 es un diagrama de bloques que ilustra esquemáticamente un primer ejemplo de un sistema para instalar físicamente un IPH en una línea de energía de corriente alterna (CA) activa, que no está cubierta por el alcance de las reivindicaciones;

La Figura 6 es un diagrama de bloques que ilustra esquemáticamente un segundo ejemplo de un sistema para instalar físicamente un IPH en una línea de energía CA activa, que no está cubierta por el alcance de las reivindicaciones; y

La Figura 7 es un diagrama de flujo que ilustra un ejemplo de un método para instalar físicamente un IPH en una línea de energía CA activa, que no está cubierta por el alcance de las reivindicaciones.

Descripción detallada

En la siguiente descripción detallada, se exponen numerosos detalles específicos para proporcionar un entendimiento profundo de la materia objeto descrita actualmente. Sin embargo, será evidente para los expertos en la técnica que la materia objeto descrita actualmente puede llevarse a la práctica sin estos detalles específicos. En otros casos, los métodos, procedimientos y componentes bien conocidos no se han descrito en detalle para no oscurecer la materia objeto descrita actualmente. El alcance de la protección se define sólo por las reivindicaciones.

En los dibujos y las descripciones expuestas, los numerales de referencia idénticos indican aquellos componentes que son comunes en diferentes modalidades o configuraciones.

A menos que se indique específicamente de cualquier otra manera, como se desprende de las siguientes discusiones, se aprecia que a lo largo de la descripción las discusiones utilizan términos tales como "obtener", "generar", "controlar", "enrutar", "ajustar", "convertir", "limitar", "eliminar", "habilitar", "proporcionar", "instalar", "deshabilitar", "detectar" o similares, incluyen acciones y/o procesos, que incluyen, entre otras cosas, acciones y/o procesos de un ordenador, que manipulan y/o transforman datos en otros datos, dichos datos representados como cantidades físicas, por ejemplo, tales como cantidades electrónicas, y/o dichos datos que representan los objetos físicos. Los términos "ordenador", "procesador" y "controlador" deben interpretarse en sentido amplio para cubrir cualquier tipo de dispositivo electrónico con capacidad de procesamiento de datos, incluidos, a modo de ejemplo no limitativo, un ordenador personal de escritorio/portátil, un servidor, un sistema informático, un dispositivo de comunicación, un teléfono inteligente, una tableta, un televisor inteligente, un procesador (por ejemplo, un procesador de señales digitales (DSP), un microcontrolador, una matriz de puertas programable en campo (FPGA), un circuito integrado de aplicación específica (ASIC), etc.), un grupo de múltiples máquinas físicas que comparten el rendimiento de varias tareas, servidores virtuales que residen conjuntamente en una única máquina física, cualquier otro dispositivo informático electrónico, y/o cualquier combinación de los mismos.

Como se usa en la presente memoria, la expresión "por ejemplo", "tal como" y variantes de las mismas describen modalidades no limitantes de la materia objeto descrita actualmente. La referencia en la descripción a "un caso", "algunos casos", "otros casos" o variantes de los mismos significa que una característica, estructura o característica particular descrita en relación con la(s) modalidad(es) se incluye en al menos una modalidad de la materia objeto descrita actualmente. Por lo tanto, la aparición de la expresión "un caso", "algunos casos", "otros casos" o variantes de los mismos no se refiere necesariamente a la(s) misma(s) modalidad(es).

Las Figuras 1, 3, 5 y 6 ilustran esquemas generales de la arquitectura del sistema de acuerdo con las modalidades de la materia objeto descrita actualmente. Cada módulo en las Figuras 1, 3, 5 y 6 puede estar compuesto por cualquier combinación de software, hardware y/o microprograma que realice las funciones definidas y explicadas en la presente descripción. Los módulos en las Figuras 1, 3, 5 y 6 pueden centralizarse en una ubicación o dispersarse en más de una ubicación.

Cualquier referencia en la descripción a un método debe aplicarse cambiando lo que corresponda a un sistema capaz de ejecutar el método y debe aplicarse cambiando lo que corresponda a un medio no transitorio legible por ordenador que almacene las instrucciones que, una vez ejecutadas por un ordenador, den como resultado la ejecución del método.

Cualquier referencia en la descripción a un sistema debe aplicarse cambiando lo que corresponda a un método que pueda ejecutarse por el sistema y debe aplicarse cambiando lo que corresponda a un medio no transitorio legible por ordenador que almacene las instrucciones que puedan ejecutarse por el sistema.

Cualquier referencia en la descripción a un medio no transitorio legible por ordenador debe aplicarse cambiando lo que corresponda a un sistema capaz de ejecutar las instrucciones almacenadas en el medio no transitorio legible por ordenador y debe aplicarse cambiando lo que corresponda a un método que pueda ejecutarse por un ordenador que lea las instrucciones almacenadas en el medio no transitorio legible por ordenador.

Teniendo esto en cuenta, se llama la atención sobre la Figura 1, un diagrama de bloques que ilustra esquemáticamente un ejemplo de un sistema de recolección de energía inductiva 100 para aumentar el consumo de energía de un recolector de energía por inducción (IPH) 110, que no cae dentro del alcance de las reivindicaciones.

De acuerdo con la materia objeto descrita actualmente, el sistema de recolección de energía inductiva 100 puede configurarse para incluir el IPH 110, un circuito de extracción 120, una carga eléctrica 140 y, opcionalmente, un banco de almacenamiento de energía 130, por ejemplo, una batería o un capacitor de almacenamiento. La carga eléctrica 140 puede configurarse para incluir uno o más dispositivos.

El IPH 110 puede configurarse para incluir: (a) un núcleo magnético dividido con forma toroidal (es decir, de anillo o de rosquilla) (no se muestra); y (b) uno o más embobinados (es decir, bobinas) enrollados alrededor del núcleo (no se muestran). El IPH 110 puede montarse en una línea de energía CA activa (por ejemplo, una línea de distribución subterránea de media tensión (MV) o una línea de transmisión aérea de alta tensión) (no se muestra) para recolectar la energía de la línea de energía CA. Al optimizar una selección de materiales y una geometría para el núcleo del IPH 110 y un número de embobinados enrollados alrededor del núcleo, una señal de energía CA de varios vatios puede suministrarse por el IPH 110. El núcleo del IPH 110 puede fabricarse a partir de un material ferromagnético de alta permeabilidad, tal como hierro, acero, níquel, ferrita o una combinación de los mismos. Adicionalmente, las propiedades del IPH 110 pueden seleccionarse para lograr una impedancia predefinida para el IPH 110 con el fin de que el IPH 110 proporcione la energía eficientemente para una carga eléctrica 140, como se detalla más adelante en la presente descripción.

El IPH 110 puede configurarse para operar de la siguiente manera. Cuando el IPH 110 se monta en la línea de energía CA, un campo magnético que rodea la línea de energía CA enrosca los embobinados enrollados alrededor del núcleo del IPH 110. Esto genera una señal de energía alterna (CA) 142 a través del primer y segundo terminales de un embobinado de carga de los embobinados para proporcionar la energía para la carga eléctrica 140.

El circuito de extracción 120 puede configurarse para incluir un convertidor de CA a CC 145. El convertidor de CA a CC 145 puede configurarse para convertir la señal de energía CA 142 en una señal de entrada continua (CC) 152. El convertidor de CA a CC 145 puede configurarse para incluir un rectificador BR1 147, tal como un puente rectificador de diodo completo (se muestra en la Figura 1), un duplicador de tensión, etc. El rectificador BR1 147 puede conectarse al primer y segundo terminales del embobinado de carga y configurarse para convertir la señal de energía CA 142 en una señal CC. El convertidor de CA a CC 145 también puede configurarse adicionalmente para incluir un capacitor de suavizado C1 150 que suaviza una salida del rectificador BR1 147 para dar salida a la señal de entrada CC 152.

El circuito de extracción 120 puede configurarse para incluir el regulador de conmutación 160. El regulador de conmutación 160 puede configurarse para convertir la señal de entrada del regulador 157, que es sustancialmente idéntica a la señal de entrada CC 152, en la señal de almacenamiento 165.

El banco de almacenamiento de energía 130 puede configurarse para almacenar la energía para dar energía a la carga eléctrica 140 de acuerdo con la señal de almacenamiento 165. Adicionalmente, o alternativamente, la carga eléctrica 140 puede energizarse directamente de acuerdo con la señal de almacenamiento 165.

Retornando al circuito de extracción 120, el circuito de extracción 120 puede configurarse para incluir un divisor de tensión 170. El divisor de tensión 170 puede conectarse entre una salida del regulador de conmutación 160 y la tierra. El divisor de tensión 170 puede configurarse para incluir una primera resistencia R1 172 entre la salida del regulador de conmutación 160 y el nodo de retroalimentación FB 176 que alimenta el regulador de conmutación 160, y una segunda resistencia R2174 entre el FB 176 y la tierra. El FB 176 es externo al regulador de conmutación 160, que se diseña para mantener una tensión conocida, por ejemplo 1 V, en el FB 176.

En algunos casos, el divisor de tensión 170 puede configurarse como un divisor de tensión fijo 170, es decir, R1 172 y R2 174 son fijos. Alternativamente, en algunos casos, el divisor de tensión 170 puede configurarse como un divisor de tensión ajustable 170, es decir, una relación de R1 172 a R2 174 es ajustable. En algunos casos, el divisor de tensión ajustable 170 puede configurarse como un potenciómetro. Alternativamente, en algunos casos, el divisor de tensión ajustable 170 puede configurarse para incluir al menos una resistencia controlada por tensión para ajustar al menos uno de R1 172 o R2174.

Un objeto de la presente descripción es aumentar el consumo de energía del IPH 110. Una primera etapa para aumentar el consumo de energía del IPH 110 es hacer coincidir una parte reactiva de un componente inductivo L de una impedancia compleja Z del IPH 110, como se hace comúnmente, por ejemplo, en los circuitos de energía de etiquetas RFID. El IPH 110 puede modelarse como un circuito equivalente Thevenin, que tiene una tensión de fuente V y una impedancia de fuente compleja Z que tiene una magnitud |Z|. Más comúnmente, la impedancia de fuente compleja Z consta de un componente inductivo L en serie con un componente resistivo R<l>, el componente resistivo R<l>representando pérdidas óhmicas y magnéticas en: (a) los embobinados enrollados alrededor de un núcleo del IPH 110 y (b) el núcleo del IPH 110. La energía disipada en una carga eléctrica 140 que tiene una conductancia Y es la siguiente:

(Ecuación 1)

Al calcular la derivada con respecto a la conductancia Y de la carga eléctrica 140, puede mostrarse que la carga eléctrica 140 extrae una energía máxima del IPH 110 (Pmáx) de acuerdo con las Ecuaciones 2 y 3 más abajo:

De la Ecuación 2 se deduce que para que la carga eléctrica 140 extraiga una energía máxima del IPH 110, debe hacerse coincidir una parte reactiva de un componente inductivo L de una impedancia compleja Z del IPH 110. Esto puede lograrse al agregar al menos un capacitor C (no se muestra) al IPH 110. En algunos casos, el capacitor C puede agregarse en serie con el IPH 110. En la frecuencia coincidente, la inductancia de la fuente del componente inductivo L se cancela por la capacitancia del capacitor C, lo que resulta de esta manera en una impedancia de fuente compleja Z que tiene solo el término de pérdida irreducible R<l>. Alternativamente, en algunos casos, el capacitor C puede agregarse en paralelo con el IPH 110. A diferencia del caso en el que el capacitor C se conecta en serie con el IPH 110, una magnitud de impedancia de fuente compleja |Z| aumenta en el caso de que el capacitor C se conecte en paralelo con el IPH 110. Sin embargo, en este caso, la carga eléctrica 140 extrae la energía eficientemente del IPH 110, ya que la tensión de Thevenin V aumenta para compensar el aumento en |Z|.

Una segunda etapa para aumentar el consumo de energía del IPH 110 es hacer coincidir una impedancia de la carga eléctrica 140 con una magnitud de la impedancia del IPH |Z|, de acuerdo con la Ecuación 3. Esto es problemático porque los circuitos de suministro de energía que suministran energía a las cargas eléctricas se diseñan para regular su tensión de salida o su corriente de salida, de manera que su impedancia de entrada (es decir, la impedancia que presentan a los circuitos de fuente de energía, tal como el IPH 110) varía, por ejemplo, de acuerdo con su corriente extraída (es decir, corriente de entrada) o tensión de entrada.

Para resolver este problema, el circuito de extracción 120 puede configurarse para incluir un controlador de impedancia 185. El controlador de impedancia 185 puede configurarse para obtener: (a) un valor de la tensión medida 182 que es indicativo de una corriente eléctrica de la señal de entrada del regulador 157, es decir, una corriente de entrada del regulador de conmutación 160, y (b) una tensión de la señal de entrada del regulador 157, es decir, una tensión de entrada del regulador de conmutación 160. Una impedancia de entrada real del regulador de conmutación 160 se define por una relación entre la tensión de entrada del regulador de conmutación 160 y la corriente de entrada del regulador de conmutación 160.

En algunos casos, como se muestra en la Figura 1, el circuito de extracción 120 puede configurarse para generar el valor de la tensión medida 182 mediante el uso de un amplificador operacional 180. Específicamente, el circuito de extracción 120 puede configurarse para incluir una resistencia de detección 155 entre una salida del convertidor de CA a CC 145 y una entrada del regulador de conmutación 160, a través de la cual se genera una tensión diferencial. El amplificador operacional 180 puede configurarse para amplificar esta tensión diferencial para generar el valor de la tensión medida 182.

El controlador de impedancia 185 puede configurarse para generar una señal de control de impedancia 187, de acuerdo con una diferencia entre una impedancia de entrada real del regulador de conmutación 160 y una impedancia de entrada deseada del regulador de conmutación 160. La impedancia de entrada deseada es una impedancia predefinida que es sustancialmente idéntica a una magnitud de una impedancia (es decir, resistencia) del IPH 110 y a una resistencia de la carga eléctrica 140, de manera que la energía máxima puede extraerse por la carga eléctrica 140 del IPH 110.

El controlador de impedancia 185 puede configurarse para aumentar la señal de control de impedancia 187 en respuesta a un aumento en la corriente extraída por el regulador de conmutación 160. Esto da como resultado un nivel de tensión reducido de la señal de almacenamiento 165, por razones que se detallan más adelante en la presente descripción, y una consiguiente reducción en la corriente extraída por el regulador de conmutación 160. Por el contrario, el controlador de impedancia 185 puede configurarse para disminuir la señal de control de impedancia 187 en respuesta a un aumento en la tensión de entrada del regulador de conmutación 160. Esto da como resultado un mayor nivel de tensión de la señal de almacenamiento 165, por razones que se detallan más adelante en la presente descripción, y un consiguiente aumento en la corriente extraída por el regulador de conmutación 160. En un punto estable, la señal de control de impedancia 187 es constante, imponiendo de esta manera una impedancia de entrada real del regulador de conmutación 160 que es sustancialmente idéntica a una impedancia de entrada deseada del regulador de conmutación 160.

En algunos casos, el controlador de impedancia 185 puede configurarse como un controlador de impedancia analógico 185, tal como un circuito de retroalimentación integrador analógico, un controlador PID, métodos de lógica difusa o similares.

Alternativamente, en algunos casos, el controlador de impedancia 185 puede configurarse como un controlador de impedancia digital 185, tal como un microprocesador o similar. El controlador de impedancia digital 185 puede configurarse para muestrear el valor de la tensión medida 182 y la tensión de la señal de entrada del regulador 157, y para generar la señal de control de impedancia 187 de acuerdo con un algoritmo de control.

En algunos casos, el controlador de impedancia digital 185 puede configurarse para ajustar dinámicamente la impedancia de entrada deseada del regulador de conmutación 160 mediante programación para adaptar la impedancia de entrada deseada a circunstancias cambiantes (por ejemplo, instalación de un nuevo IPH 110, cambios en las propiedades (por ejemplo, calentamiento, envejecimiento) de un IPH 110 existente, instalación del IPH 110 en una nueva línea de energía CA que tenga una frecuencia de línea diferente, cambio en la frecuencia de una línea de energía CA en la que se instala el IPH 110, etc.), para maximizar el consumo de energía del IPH 110. Por ejemplo, el controlador de impedancia digital 185 puede configurarse para establecer algorítmicamente la impedancia de entrada deseada de acuerdo con un algoritmo de control. El controlador de impedancia digital 185 puede entonces configurarse para medir la energía entrante en el regulador de conmutación 160. Siguiente a esta etapa, el controlador de impedancia digital 185 puede configurarse para variar la impedancia de entrada deseada hacia arriba y hacia abajo mientras se observa una dirección de variación en la energía entrante en el regulador de conmutación 160. El controlador de impedancia digital 185 puede entonces usar un algoritmo de optimización, tal como Newton-Raphson o descenso de gradiente, para seleccionar una impedancia de entrada deseada óptima del regulador de conmutación 160 para maximizar el consumo de energía del IPH 110, adaptando por lo tanto la impedancia de entrada deseada a las circunstancias cambiantes.

El controlador del nodo de retroalimentación 190 puede configurarse para controlar el nodo de retroalimentación FB 176, de acuerdo con la señal de control de tensión 187, para realizar un nivel de tensión de la señal de almacenamiento 165, es decir, una tensión de salida del regulador de conmutación 160, para lograr la impedancia de entrada deseada.

En algunos casos, el controlador del nodo de retroalimentación 190 puede configurarse para controlar el FB 176 al enrutar una corriente adicional 192 al FB 176, de acuerdo con la señal de control de tensión 187. Cuando una impedancia de entrada real del regulador de conmutación 160 es sustancialmente idéntica a una impedancia de entrada deseada del mismo, el controlador de impedancia 185 puede configurarse para generar la señal de control de impedancia 187 que mantiene la impedancia de entrada real. El controlador del nodo de retroalimentación 190 puede configurarse para enrutar una corriente adicional 192 al FB 176 de acuerdo con la señal de control de impedancia 187.

Cuando la impedancia de entrada real del regulador de conmutación 160 es mayor que la impedancia de entrada deseada del mismo debido a un aumento en la tensión de entrada del regulador de conmutación 160, el controlador de impedancia 185 puede configurarse para disminuir la señal de control de impedancia 187. El controlador del nodo de retroalimentación 190 puede configurarse para disminuir la corriente adicional 192 alimentada al FB 176 de acuerdo con la señal de control de impedancia disminuida 187. Como resultado, aumenta la corriente que fluye a través del primer elemento resistivo R1 172, aumenta el nivel de tensión de la señal de almacenamiento 165 y más corriente se extrae por el regulador de conmutación 160, regulando de esta manera la impedancia de entrada del regulador de conmutación 160 para lograr la impedancia de entrada deseada del mismo.

Por el contrario, cuando la impedancia de entrada real del regulador de conmutación 160 es menor que la impedancia de entrada deseada del mismo debido a un aumento del consumo de corriente por el regulador de conmutación 160, el controlador de impedancia 185 puede configurarse para aumentar la señal de control de impedancia 187. El controlador del nodo de retroalimentación 190 puede configurarse para aumentar la corriente adicional 192 alimentada al FB 176 de acuerdo con la señal de control de impedancia aumentada 187. Como resultado, la corriente que fluye a través del primer elemento resistivo R1 172 disminuye, el nivel de tensión de la señal de almacenamiento 165 disminuye y menos corriente se extrae por el regulador de conmutación 160, regulando de esta manera la impedancia de entrada del regulador de conmutación 160 para lograr la impedancia de entrada deseada del mismo. En un ejemplo, el controlador del nodo de retroalimentación 190 puede configurarse para incluir un tercer elemento resistivo y un diodo (no se muestra), y para generar la corriente adicional 192 al pasar la señal de control de impedancia 187 a través del tercer elemento resistivo y el diodo.

En algunos casos, el controlador del nodo de retroalimentación 190 puede configurarse para controlar el nodo de retroalimentación FB 176 al generar una señal de control 194 del divisor de tensión para ajustar al menos una de la primera resistencia R1 172 o la segunda resistencia R2174 de un divisor de tensión ajustable 170. En algunos casos, el divisor de tensión ajustable 170 puede configurarse como un potenciómetro. En algunos casos, el divisor de tensión ajustable 170 puede configurarse para incluir al menos una resistencia controlada por tensión.

Cuando una impedancia de entrada real del regulador de conmutación 160 es mayor que la impedancia de entrada deseada del mismo debido a un aumento en la tensión de entrada del regulador de conmutación 160, el controlador de impedancia 185 puede configurarse para disminuir la señal de control de impedancia 187. Además, el controlador del nodo de retroalimentación 190 puede configurarse para generar una señal de control del divisor de tensión 194 para ajustar al menos una de la primera resistencia R1 172 o la segunda resistencia R2 174 para lograr un aumento en un nivel de tensión de la señal de almacenamiento 165, de acuerdo con la señal de control de impedancia 187 disminuida. Esto da como resultado un aumento del consumo de corriente por el regulador de conmutación 160, regulando de esta manera la impedancia de entrada del regulador de conmutación 160 para lograr la impedancia de entrada deseada del mismo.

Por el contrario, cuando la impedancia de entrada real del regulador de conmutación 160 es menor que la impedancia de entrada deseada del mismo debido a un aumento del consumo de corriente por el regulador de conmutación 160, el controlador de impedancia 185 puede configurarse para aumentar la señal de control de impedancia 187. Además, el controlador del nodo de retroalimentación 190 puede configurarse para generar una señal de control del divisor de tensión 194 para ajustar al menos una de la primera resistencia R1 172 o la segunda resistencia R2 174 para lograr una disminución en un nivel de tensión de la señal de almacenamiento 165, de acuerdo con la señal de control de tensión 187 aumentada. Esto da como resultado una disminución del consumo de corriente por el regulador de conmutación 160, regulando de esta manera la impedancia de entrada del regulador de conmutación 160 para lograr la impedancia de entrada deseada del mismo.

Ahora se llama la atención sobre la Figura 2, un diagrama de flujo que ilustra un ejemplo de un método para aumentar el consumo de energía del IPH 110 (200), que no cae dentro del alcance de las reivindicaciones.

En el ejemplo ilustrado, puede configurarse un convertidor de CA a CC 145 para convertir una señal de energía alterna (CA) 142 que se genera a través del primer y segundo terminales de un embobinado del IPH 110 en una señal de entrada continua (CC) 152, como se detalló anteriormente en la presente descripción, entre otras cosas con referencia a la Figura 1, el convertidor de CA a CC 145 que se conecta al primer y segundo terminales (bloque 204).

Un regulador de conmutación 160 puede configurarse para obtener una señal de entrada del regulador 157, de acuerdo con la señal de entrada CC 152, como se detalla anteriormente en la presente descripción, entre otras cosas con referencia a la Figura 1, en donde una relación de un nivel de tensión de la señal de entrada del regulador 157 a una corriente de la señal de entrada del regulador 157 define una impedancia de entrada real del regulador de conmutación 160 (bloque 208).

El controlador de impedancia 185 puede configurarse para obtener: (a) un valor de la tensión medida 182 que es indicativo de la corriente de la señal de entrada del regulador 157, como se detalló anteriormente en la presente descripción, entre otras cosas con referencia a la Figura 1, y (b) el nivel de tensión de la señal de entrada del regulador 157 (bloque 212).

El controlador de impedancia 185 también puede configurarse para generar una señal de control de impedancia 187, como se detalló anteriormente en la presente descripción, entre otras cosas con referencia a la Figura 1, de acuerdo con una diferencia entre la impedancia de entrada real del regulador de conmutación 160 y una impedancia de entrada deseada del regulador de conmutación 160, en donde la impedancia de entrada deseada es una impedancia predefinida (bloque 216).

El controlador del nodo de retroalimentación 190 puede configurarse para controlar el nodo de retroalimentación FB 176 que alimenta el regulador de conmutación 160, de acuerdo con la señal de control de impedancia 187, para realizar un nivel de tensión de la señal de almacenamiento 165, es decir, una tensión de salida del regulador de conmutación 160, para lograr la impedancia de entrada deseada, como se detalla anteriormente en la presente descripción, entre otras cosas con referencia a la Figura 1, en donde el nodo FB 176 es externo al regulador de conmutación 160, regulando de esta manera la impedancia de entrada del regulador de conmutación 160 externamente al regulador de conmutación 160 (bloque 220).

Cabe señalar que, con referencia a la Figura 2, algunos de los bloques pueden integrarse en un bloque consolidado o pueden dividirse en unos pocos bloques y/o pueden agregarse otros bloques. Cabe señalar además que algunos de los bloques son opcionales. También cabe señalar que, si bien el diagrama de flujo se describe también con referencia a los elementos del sistema que los realizan, esto no es vinculante, y los bloques pueden realizarse mediante elementos distintos de los descritos en la presente descripción.

Ahora se llama la atención sobre la Figura 3, un diagrama de bloques que ilustra esquemáticamente un ejemplo de un sistema de recolección de energía inductiva 300 para limitar un suministro de energía desde un recolector de energía por inducción (IPH) 310, de acuerdo con la invención reivindicada.

De acuerdo con la materia objeto descrita actualmente, el sistema de recolección de energía inductiva 300 se configura para incluir el IPH 310. El IPH 310 puede configurarse para incluir: (a) un núcleo magnético dividido con forma toroidal (es decir, de anillo o de rosquilla) (no se muestra); y (b) uno o más embobinados (es decir, bobinas) enrollados alrededor del núcleo (no se muestran). El IPH 310 puede montarse en una línea de energía CA activa (por ejemplo, una línea de distribución subterránea de media tensión (MV) o una línea de transmisión aérea de alta tensión) (no se muestra) para recolectar la energía de la línea de energía CA.

El IPH 310 se configura para funcionar de la siguiente manera. Cuando el IPH 310 se monta en la línea de energía CA, un campo magnético que rodea la línea de energía CA enrosca los embobinados enrollados alrededor del núcleo del IPH 310. Esto genera una señal de energía alterna (CA) 312 a través del primer y segundo terminales de un embobinado de carga de los embobinados para proporcionar la energía para una carga eléctrica 380. La carga eléctrica 380 puede configurarse para incluir uno o más dispositivos.

El sistema de recolección de energía inductiva 300 incluye un convertidor de CA a CC 315 para convertir la señal de energía CA 312 en una señal de entrada continua (CC) 322. El convertidor de CA a CC 315 puede configurarse para incluir un rectificador BR3 317, tal como un puente rectificador de diodo completo (se muestra en la Figura 3), un duplicador de tensión, etc. El rectificador BR3317 se conecta al primer y segundo terminales del embobinado de carga y se configura para convertir la señal de energía CA 312 en una señal CC. El convertidor de CA a CC 315 también puede configurarse para incluir un capacitor de suavizado C4 320 que suaviza una salida del rectificador BR3 317 para dar salida a la señal de entrada CC 322.

El sistema de recolección de energía inductiva 300 incluye un convertidor de CC a CC 360 para convertir la señal de entrada CC 322 en una señal de almacenamiento 365. El sistema de recolección de energía inductiva 300 también puede incluir un banco de almacenamiento de energía 370, por ejemplo, una batería o un capacitor de almacenamiento. El banco de almacenamiento de energía 370 se configura para almacenar la energía para dar energía a la carga eléctrica 380 de acuerdo con la señal de almacenamiento 365. Adicionalmente, o alternativamente, la carga eléctrica 380 puede energizarse directamente de acuerdo con la señal de almacenamiento 365.

El sistema de recolección de energía inductiva 300 se configura para incluir un conmutador de cortocircuito TR3355. En algunos casos, como se ilustra en la Figura 3, el conmutador de cortocircuito TR3 355 puede ser un triodo de energía para la corriente alterna (TRIAC). Cuando la corriente fluye a través del conmutador de cortocircuito TR3355, se genera un cortocircuito a través del tercer y cuarto terminales del IPH 310 (es decir, el IPH 310 se pone en cortocircuito) y no fluye la corriente a través del rectificador BR3317 (es decir, no se suministra energía desde el IPH 310 al rectificador b R3317). Esto limita el suministro de energía del IPH 310. De hecho, al cortocircuitar el IPH 310 mediante el uso de un conmutador de cortocircuito TR3 355, la disipación de la energía durante el cortocircuito del IPH 310 se limita a pérdidas óhmicas en los cables del IPH 310 y el conmutador de cortocircuito TR3 355. No hay pérdidas magnéticas en un núcleo del IPH 310 cuando el IPH 310 se pone en cortocircuito, ya que no hay flujo magnético neto en el núcleo cuando el IPH 310 se pone en cortocircuito (el flujo magnético inducido por la corriente en la línea de energía CA se compensa exactamente por el flujo magnético inducido por la corriente que fluye en los embobinados del IPH 310).

Al menos uno del primer o segundo terminales se conectan al convertidor de CA a CC 315 y no se conecta al conmutador de cortocircuito TR3 355, permitiendo de esta manera una corriente reducida a través del IPH 310 y el conmutador de cortocircuito TR3 355 cuando el IPH 310 se pone en cortocircuito, con relación a una configuración alternativa en la que el primer y segundo terminales se conectan al convertidor de CA a CC 315 y al conmutador de cortocircuito TR3 355. Como se muestra en la Figura 3, el embobinado de carga del IPH 310 incluye múltiples derivaciones. El conmutador de cortocircuito TR3 355 se conecta a una primera derivación de las múltiples derivaciones en el embobinado de carga, de manera que el cortocircuito se genera entre el tercer y cuarto terminales del primer embobinado. Por otra parte, el convertidor de CA a CC 315 se conecta a una segunda derivación de las múltiples derivaciones del embobinado de carga, la primera derivación que incluye un mayor número de vueltas del embobinado de carga que la segunda derivación. De esta manera, la corriente a través del IPH 310 y el conmutador de cortocircuito 355 cuando se genera un cortocircuito se reduce con relación a la configuración alternativa en la que el primer y segundo terminales se conectan al convertidor de CA a CC 315 y al conmutador de cortocircuito TR3355 por un factor de la relación entre las vueltas de la primera derivación y las vueltas de la segunda derivación. Esto permite el uso de cableado más delgado y conectores más pequeños. El embobinado de cortocircuito puede configurarse para conducir menos corriente que el embobinado de carga, permitiendo de esta manera una corriente reducida a través del IPH 310 y el conmutador de cortocircuito TR3355 cuando se genera un cortocircuito con relación a una configuración alternativa en la que el primer y segundo terminales se conectan al convertidor de CA a CC 315 y al conmutador de cortocircuito TR3355.

En algunos casos, el conmutador de cortocircuito TR3 355 puede estar completamente incorporado dentro de una estructura mecánica del IPH 310, en cuyo caso no salen líneas de corriente altas de la estructura mecánica del IPH 310.

En una primera modalidad de la invención reivindicada, el sistema de recolección de energía inductiva 300 se configura para permitir que la corriente fluya a través del conmutador de cortocircuito TR3 355, generando de esta manera un cortocircuito a través del tercer y cuarto terminales del IPH 310, en respuesta a que la señal de entrada CC 322 es mayor que o igual que un primer umbral. En algunos casos, la señal de entrada CC 322 puede ser una señal de tensión de entrada CC 322, y el sistema de recolección de energía inductiva 300 puede configurarse para permitir que la corriente fluya a través del conmutador de cortocircuito TR3 355 en respuesta a que la señal de tensión de entrada CC 322 es mayor que o igual que un primer umbral de tensión. Adicionalmente, o alternativamente, en algunos casos, la señal de entrada CC 322 puede ser una señal de entrada de corriente eléctrica CC 322, y el sistema de recolección de energía inductiva 300 puede configurarse para permitir que la corriente fluya a través del conmutador de cortocircuito TR3355 en respuesta a que la señal de entrada de corriente eléctrica Cc 322 es mayor que o igual que un primer umbral de corriente eléctrica. Al permitir la generación de un cortocircuito a través del tercer y cuarto terminales del IPH 310 cuando la señal de entrada CC 322 es mayor que o igual que un primer umbral, el sistema de recolección de energía inductiva 300 puede configurarse para reducir la complejidad y el costo de fabricación del sistema de recolección de energía por inducción 300. Para explicarlo, la señal de entrada CC 322 será mayor que o igual que un primer umbral cuando hay grandes corrientes de línea (por ejemplo, cientos de amperios) en una línea de energía CA en la que se monta el IPH 310. A medida que aumentan las corrientes de línea en una línea de energía CA, la corriente extraída por el convertidor de CA a CC 315 aumenta (es decir, la señal de energía CA 312 incluye una corriente grande), dando como resultado una señal de entrada de corriente eléctrica CC 322 aumentada en la salida del convertidor de CA a CC 315. Sin embargo, la corriente eléctrica extraída por el convertidor de CA a CC 315 aumentará sólo hasta un nivel de corriente eléctrica que requiera el convertidor de CA a CC 315. Una vez que la corriente eléctrica en la señal de energía CA 312 aumenta hasta un nivel máximo requerido por el convertidor de CA a CC 315, el convertidor de CA a CC 315 dejará de extraer la corriente adicional, presentando por lo tanto una alta impedancia al IPH 310. Esto puede provocar que el nivel de tensión de la señal de energía CA 312 aumente hasta la EMF del circuito abierto, que puede ser muy alto para grandes corrientes de línea. Esto requiere que toda la trayectoria de la energía para la extracción de la energía del IPH 310, incluido el cableado, los conectores y el convertidor de CA a CC 315 para diseñarse para soportar el nivel de tensión alto de la señal de energía CA 312, aumentando por lo tanto mayormente la complejidad y el costo de fabricación del sistema de recolección de energía por inducción 300. Para evitar un nivel de tensión alto para la señal de energía CA 312, el circuito de recolección de energía por inducción 300 puede configurarse para cortocircuitar el IPH 310 en respuesta a que la señal de entrada CC 312 es mayor que o igual que un primer umbral. Una ventaja adicional de poner en cortocircuito el IPH 310 durante la operación de corriente alta de la línea de energía CA en la que se monta el IPH 310 es la ausencia de fuerzas magnéticas fluctuantes que operan en un IPH 310 en cortocircuito, lo que puede simplificar mayormente el diseño mecánico del IPH 310. En respuesta a que la señal de entrada CC caiga más abajo de un segundo umbral, siendo el segundo umbral menor que o igual que el primer umbral, el circuito de recolección de energía por inducción 300 puede configurarse para eliminar el cortocircuito a través del tercer y cuarto terminales, permitiendo que fluya la corriente a través del convertidor de CA a CC 315, y permitiendo de esta manera que se reanude el suministro de energía desde el IPH.

En la Figura 3 se muestra una modalidad de un sistema de recolección de energía inductiva 300 para generar un cortocircuito a través del tercer y cuarto terminales del IPH 310 en respuesta a una señal de tensión CC 322 mayor que o igual que un primer umbral de tensión. Como se muestra en la Figura 3, el sistema de recolección de energía inductiva 300 puede configurarse para incluir un divisor de tensión que comprende las resistencias R10 325 y R11 330. El sistema de recolección de energía inductiva 300 también puede configurarse para incluir un comparador 340. El divisor de tensión puede configurarse para dar salida una señal de tensión de entrada del comparador 332 a un terminal positivo del comparador 340, teniendo la señal de tensión de entrada del comparador 332 un nivel de tensión que es una fracción de un nivel de tensión Vcs en el capacitor C3 320 (es decir, un nivel de tensión de la señal de tensión CC 322). El terminal negativo del comparador 340 puede configurarse para obtener un nivel de tensión predefinido 334. En algunos casos, el comparador 340 puede configurarse para generar el nivel de tensión predefinido 334, como se muestra en la Figura 3. Alternativamente, en algunos casos, el comparador 340 puede configurarse para obtener el nivel de tensión predefinido 334 de una fuente externa.

Cuando un nivel de tensión de la señal de tensión de entrada del comparador 332 aumenta por encima del nivel de tensión predefinido 334, siendo el nivel de tensión predefinido 334 un primer nivel de tensión predefinido, el comparador 340 puede configurarse para generar una señal de salida del comparador 342 que tiene un primer valor de tensión para habilitar una flujo de corriente a través del conmutador de cortocircuito 355 y la consiguiente generación de un cortocircuito a través del tercer y cuarto terminales del IPH 310. Como tal, el cortocircuito a través del tercer y cuarto terminales del IPH 310 se genera en respuesta a que la señal de tensión CC 322 es mayor que o igual que un primer umbral de tensión.

En algunos casos, como se muestra en la Figura 3, puede configurarse un OPTO-TRIAC TR4 350 para obtener la señal de salida del comparador 342 (a través de la resistencia R13 345), el OPTO-TRIAC TR4 350 que se energiza cuando la señal de salida del comparador 342 tiene el primer valor de tensión. El OPTO-TRIAC TR4350, cuando se energiza, puede configurarse para permitir que la corriente fluya a través del conmutador de cortocircuito 355 (por ejemplo, a través de la resistencia R12352), poniendo de esta manera en cortocircuito el IPH 310. Aunque la Figura 3 ilustra cómo permitir un flujo de corriente a través del conmutador de cortocircuito 355 mediante el uso del OPTO-TRIAC TR4 350, puede configurarse una variedad de dispositivos para permitir un flujo de corriente a través del conmutador de cortocircuito 355 al obtener la señal de salida del comparador 342 que tiene el primer valor de tensión, tal como dispositivos que incluyen un relé electromagnético, un relé de estado sólido, un conmutador MOSFET de energía, un IGBT, etc.

Cuando el IPH 310 se pone en cortocircuito, no fluye corriente hacia el convertidor de CA a CC 315. La tensión V<c>3 del capacitor de suavizado 320 (es decir, un nivel de tensión de la señal de entrada CC 322) comienza a decaer de acuerdo con el consumo de energía por una carga eléctrica aguas abajo 380, dando como resultado una caída correspondiente en un nivel de tensión de la señal de tensión de entrada del comparador 332. Cuando la señal de tensión de entrada del comparador 332 cae más abajo de un nivel de tensión predefinido 334, siendo el nivel de tensión predefinido 334 un segundo nivel de tensión predefinido que es menor que o igual que el primer nivel de tensión predefinido, el comparador 340 puede configurarse para generar una señal de salida del comparador 342 que tiene un segundo valor de tensión para inhabilitar un flujo de corriente a través del conmutador de cortocircuito 355, eliminando de esta manera el cortocircuito a través del tercer y cuarto terminales del IPH 310. Como tal, el cortocircuito a través del tercer y cuarto terminales del IPH 310 se elimina en respuesta a una señal de tensión CC 322 que cae más abajo de un segundo umbral de tensión. Cuando se elimina el cortocircuito a través del tercer y cuarto terminales del IPH 310, la corriente puede fluir a través del convertidor de CA a CC 315, permitiendo de esta manera que se reanude el suministro de energía desde el IPH 310. La tensión Vc3 del capacitor C4320 comienza a aumentar hasta que alcanza nuevamente un primer umbral de tensión, sobre el cual vuelve a aplicarse el cortocircuito a través del tercer y cuarto terminales del IPH 310.

En algunos casos, el primer nivel de tensión predefinido de la señal de tensión de referencia 334 y el segundo nivel de tensión predefinido de la señal de tensión de referencia 334 pueden fijarse. Como tal, el sistema de recolección de energía por inducción 300 puede configurarse para generar un cortocircuito a través del tercer y cuarto terminales del IPH 310 cuando la señal de entrada CC 322 es mayor que o igual que un primer umbral fijo, y para eliminar el cortocircuito a través del tercer y cuarto terminales del IPH 310 cuando la señal de entrada CC 322 es menor que un segundo umbral fijo. Alternativamente, en algunos casos, al menos uno del primer nivel de tensión predefinido de la señal de tensión de referencia 334 o el segundo nivel de tensión de la señal de tensión de referencia 334 puede ser variable. Como tal, el sistema de recolección de energía por inducción 300 puede configurarse para generar un cortocircuito a través del tercer y cuarto terminales del IPH 310 cuando la señal de entrada CC 322 es mayor que o igual que un primer umbral variable y/o eliminar el cortocircuito a través del tercer y cuarto terminales del IPH 310 cuando la señal de entrada CC 322 es menor que un segundo umbral variable.

En algunos casos, al menos uno del primer umbral variable o el segundo umbral variable puede variarse de acuerdo con uno o más de: un nivel de tensión de la señal de almacenamiento 365, un nivel de carga del banco de almacenamiento de energía 370, o los requisitos de energía de la carga eléctrica 380. Cuando el banco de almacenamiento de energía 370 es un capacitor de almacenamiento, el nivel de carga del banco de almacenamiento de energía 370 puede determinarse de acuerdo con el nivel de tensión de la señal de almacenamiento 365. Cuando el banco de almacenamiento de energía 370 es una batería, el nivel de carga del banco de almacenamiento de energía 370 puede determinarse de acuerdo con uno de varios métodos, en dependencia de las circunstancias. Como primer ejemplo no limitante, el nivel de carga de la batería puede determinarse de acuerdo con el nivel de tensión de la señal de almacenamiento 365. Como segundo ejemplo no limitante, el nivel de carga de la batería puede determinarse de acuerdo con el nivel de tensión de la señal de almacenamiento 365 y la temperatura de la batería. Como tercer ejemplo no limitante, el nivel de carga de la batería puede determinarse de acuerdo con un indicador de combustible de la batería.

Como alternativa a generar un cortocircuito a través del tercer y cuarto terminales del IPH 310 en respuesta a que la señal de entrada CC 322 es mayor que o igual que un primer umbral, el sistema de recolección de energía inductiva 300 puede configurarse para generar un cortocircuito a través del tercer y cuarto terminales del IPH 310 en respuesta a que un nivel de tensión de la señal de almacenamiento 365 es mayor o igual que un tercer umbral o a un nivel de carga del banco de almacenamiento de energía 370 es mayor que o igual que un primer nivel de carga. En la modalidad alternativa de la invención en donde el cortocircuito a través del tercer y cuarto terminales del IPH 310 se genera en respuesta a un nivel de tensión de la señal de almacenamiento 365 que es mayor que o igual que un tercer umbral, el sistema de recolección de energía inductiva 300 se configura para eliminar el cortocircuito en respuesta a que el nivel de tensión de la señal de almacenamiento 365 caiga más abajo de un cuarto umbral, siendo el cuarto umbral menor que o igual que el tercer umbral, permitiendo de esta manera que se reanude el suministro de energía desde el IPH 310. En la modalidad alternativa en la que el cortocircuito a través del tercer y cuarto terminales del IPH 310 se genera en respuesta a que un nivel de carga del banco de almacenamiento de energía 370 es mayor que o igual que un primer nivel de carga, el sistema de recolección de energía inductiva 300 se configura para eliminar el cortocircuito en respuesta a que el nivel de carga del banco de almacenamiento de energía 370 caiga más abajo de un segundo nivel de carga, siendo el segundo nivel de carga menor que o igual que el primer nivel de carga, permitiendo de esta manera que se reanude el suministro de energía desde el IPH 310.

Ahora se llama la atención sobre la Figura 4, un diagrama de flujo que ilustra un ejemplo de un método para limitar un suministro de energía desde un IPH 310 (400), de acuerdo con la invención reivindicada. El IPH 310 puede configurarse para proporcionar la energía para una carga eléctrica 380. La carga eléctrica 380 puede configurarse para incluir uno o más dispositivos.

En la modalidad ilustrada, un convertidor de CA a CC 315 se configura para convertir una señal de energía de corriente alterna (CA) 312 que se genera a través del primer y segundo terminales de un primer embobinado del IPH 310 en una señal de entrada continua (CC) 322, como se detalla anteriormente en la presente descripción, entre otras cosas con referencia a la Figura 3, estando conectado el convertidor de CA a CC 315 al primer y segundo terminales (bloque 404).

El sistema de recolección de energía inductiva 300 se configura para generar un cortocircuito a través del tercer y cuarto terminales del IPH 310, mediante el uso del conmutador de cortocircuito 355, como se detalló anteriormente en la presente descripción, entre otras cosas con referencia a la Figura 3, limitando de esta manera un suministro de energía desde el IPH 310. Al menos uno del primer o segundo terminales se conectan al convertidor de CA a CC 315 y no se conecta al conmutador de cortocircuito 355, permitiendo de esta manera una corriente reducida a través del conmutador de cortocircuito 355, con relación a una configuración alternativa en la que el primer y segundo terminales se conectan al convertidor de CA a CC 315 y al conmutador de cortocircuito 355 (bloque 408).

Cabe señalar que, con referencia a la Figura 4, algunos de los bloques pueden integrarse en un bloque consolidado o pueden dividirse en unos pocos bloques y/o pueden agregarse otros bloques.

Ahora se llama la atención sobre la Figura 5, un diagrama de bloques que ilustra esquemáticamente un primer ejemplo de un sistema 500 para instalar físicamente un recolector de energía por inducción (IPH) 510 en una línea de energía CA activa, que no cae dentro del alcance de las reivindicaciones.

De acuerdo con la materia objeto descrita actualmente, el sistema 500 puede incluir el IPH 510. El IPH 510 puede configurarse para incluir: (a) un núcleo magnético dividido con forma toroidal (es decir, de anillo o de rosquilla) (no se muestra); y (b) uno o más embobinados (es decir, bobinas) enrollados alrededor del núcleo (no se muestran). El IPH 510 puede montarse en una línea de energía CA activa (por ejemplo, una línea de distribución subterránea de media tensión (MV) o una línea de transmisión aérea de alta tensión) (no se muestra) para recolectar la energía de la línea de energía CA.

El sistema 500 también puede configurarse para incluir un TRIAC 520 de energía. El TRIAC 520 de energía puede conectarse a través de los terminales de un embobinado determinado de los embobinados enrollados alrededor del núcleo del IPH 510 e instalarse físicamente en la línea de energía CA junto con el IPH 510.

El sistema 500 puede configurarse además para incluir un controlador 530. El controlador 530 puede conectarse entre un primer electrodo de ánodo A1 y un electrodo de puerta G del TRIAC 520 de energía. El controlador 530 puede configurarse para permitir el flujo de corriente a través del TRIAC 520 de energía, antes de instalar el IPH 510 y el TRIAC 520 de energía en la línea de energía CA activa. Un segundo electrodo ánodo A2 del TRIAC 520 de energía puede conectarse a la tierra.

Tras la instalación del IPH 510 y el TRIAC 520 de energía en la línea de energía CA activa, la tensión comienza a acumularse en el electrodo de puerta G del TRIAC 520 de energía. T ras una acumulación de una pequeña tensión de encendido (del orden de aproximadamente 0,7 V a 1,4 V) en el electrodo de puerta G del TRIAC 520 de energía, la corriente comienza a fluir a través del TRIAC 520 de energía, provocando de esta manera un cortocircuito en los terminales del embobinado determinado del IPH 510 a través del cual se conecta el TRIAC 520 y anula un flujo magnético a través del núcleo del IPH 510 (el flujo magnético inducido por la corriente en la línea de energía CA activa se compensa exactamente con el flujo magnético inducido por la corriente que fluye en los embobinados del IPH 510).

De esta manera, el instalador puede realizar la instalación del IPH 510 en una línea de energía CA activa de manera segura, ya que las dos mitades del núcleo dividido no se extraen juntos con una fuerza de atracción alta durante la instalación del IPH 510, y ya que no hay picos de tensión en los terminales del embobinado determinado del IPH 510 durante la instalación.

El sistema 500 puede configurarse para desactivar el flujo de corriente a través del TRIAC 520 de energía en un punto de cruce por cero de la corriente a través del embobinado determinado del IPH 510, mediante el uso del controlador 530, permitiendo de esta manera que el IPH 510 proporcione la energía para una carga eléctrica (no se muestra), que puede incluir uno o más dispositivos.

En algunos casos, una vez que se ha instalado el IPH 510 en la línea de energía activa, el controlador 530 puede configurarse para desactivar el flujo de corriente a través del TRIAC 520 de energía.

En algunos casos, el controlador 530 puede configurarse como un conmutador manual. El conmutador manual puede conectarse entre el electrodo de ánodo A1 y el electrodo de puerta G del TRIAC 520 de energía. El conmutador manual puede cerrarse antes de instalar el IPH 510 y el TRIAC 520 de energía en la línea de energía activa para permitir el flujo de corriente a través del TRIAC 520 de energía. El conmutador manual puede abrirse para desactivar el flujo de corriente a través del TRIAC 520 de energía después de que el IPH 510 y el TRIAC 520 de energía se instalen en la línea de energía activa.

En algunos casos, el controlador 530 puede configurarse como un conmutador de láminas. El conmutador de láminas puede colocarse dentro de un recinto de circuito de protección (por ejemplo, un tubo de vidrio estrecho). El conmutador de láminas puede conectarse entre el primer electrodo de ánodo A1 y el electrodo de puerta G del TRIAC 520 de energía.

El conmutador de láminas puede cerrarse al aplicar un campo magnético externo al conmutador de láminas. El campo magnético externo puede aplicarse al conmutador de láminas mediante un imán (por ejemplo, un imán permanente) que se acerca al conmutador de láminas (por ejemplo, al fijar el imán al exterior del recinto del circuito de protección). El conmutador de láminas puede cerrarse antes de instalar el IPH 510 y el TRIAC 520 de energía en la línea de energía activa para permitir el flujo de corriente a través del TRIAC 520 de energía.

El conmutador de láminas puede abrirse deteniendo la aplicación del campo magnético externo al conmutador de láminas, por ejemplo, al distanciar el imán del conmutador de láminas. El conmutador de láminas puede abrirse para desactivar el flujo de corriente a través del TRIAC de energía después de que el IPH 510 y el TRIAC 520 de energía se instalan en la línea de energía activa.

En algunos casos, el controlador 530 puede ser un conector eléctrico que incluye un primer pin conectado eléctricamente al primer electrodo de ánodo A1 del TRIAC 520 de energía y un segundo pin conectado eléctricamente al electrodo de puerta G del TRIAC 520 de energía. Los pines primero y segundo pueden cortocircuitarse entre sí externos al TRIAc 520 de energía para generar un cortocircuito entre el primer electrodo de ánodo A1 y el electrodo de puerta G, permitiendo de esta manera el flujo de corriente a través del TRIAC 520 de energía antes de instalar el IPH 510 y el TRIAC 520 de energía en la línea de energía activa. El cortocircuito entre el primer pin y el segundo pin puede eliminarse, al eliminar de esta manera el cortocircuito entre el primer electrodo de ánodo A1 y el electrodo de puerta G, para desactivar el flujo de corriente a través del TRIAC de energía después de que se instalen el IPH 510 y el TRIAC 520 de energía en la línea de energía activa.

El controlador 530 también puede configurarse para permitir el flujo de corriente a través del TRIAC 520 de energía antes de retirar el IPH 510 y el TRIAC 520 de energía de la línea de energía activa, cortocircuitando de esta manera los terminales del embobinado determinado del IPH 510 a través del cual se transmite el TRIAC 520 de energía conectado y anulando un flujo magnético a través del núcleo del IPH 510 antes de retirar el IPH 510 de la línea de energía activa. Al anular el flujo magnético a través del núcleo del IPH 510 antes de retirar el IPH 510 de la línea de energía activa, se garantiza que las dos mitades del núcleo del IPH 510 no se mantengan juntas con una fuerza magnética sustancial durante la eliminación, lo que permite la eliminación fácil y segura del IPH 510 de la línea de energía activa.

Ahora se llama la atención sobre la Figura 6, un diagrama de bloques que ilustra esquemáticamente un segundo ejemplo de un sistema 600 para instalar físicamente un IPH 610 en una línea de energía CA activa, que no cae dentro del alcance de las reivindicaciones.

De acuerdo con la materia objeto descrita actualmente, el sistema 600 puede configurarse para incluir el IPH 610. El IPH 610 puede configurarse para incluir: (a) un núcleo magnético dividido con forma toroidal (es decir, de anillo o de rosquilla) (no se muestra); y (b) uno o más embobinados (es decir, bobinas) enrollados alrededor del núcleo (no se muestran). El IPH 610 puede montarse en una línea de energía CA activa (por ejemplo, una línea de distribución subterránea de media tensión (MV) o una línea de transmisión aérea de alta tensión) (no se muestra) para recolectar la energía de la línea de energía CA.

El sistema 600 también puede incluir el TRIAC 620 de energía. El TRIAC 620 de energía puede conectarse a través de los terminales de un embobinado determinado de los embobinados enrollados alrededor del núcleo del IPH 610 e instalar físicamente en la línea de energía CA junto con el IPH 610.

El sistema 600 puede incluir además un controlador 630. El controlador 630 puede conectarse entre un primer electrodo de ánodo A1 y un electrodo de puerta G del TRIAC 620 de energía. Un segundo electrodo ánodo A2 del TRIAC 620 de energía puede conectarse a la tierra.

El controlador 630 puede configurarse para detectar automáticamente la presencia o ausencia de una carga eléctrica (no se muestra) para energizarse por la energía extraída del IPH 610. La carga eléctrica puede configurarse para incluir uno o más dispositivos.

Cuando el controlador 630 detecta una ausencia de la carga eléctrica, el controlador 630 puede configurarse para permitir el flujo de corriente a través del TRIAC 620 de energía, cortocircuitando de esta manera los terminales del embobinado determinado del IPH 610 a través del cual se conecta el TRIAC 620 de energía. Esto da como resultado una anulación del flujo magnético a través del núcleo del IPH 610 (el flujo magnético inducido por la corriente en la línea de energía CA activa se compensa exactamente con el flujo magnético inducido por la corriente que fluye en los embobinados del IPH 610), deteniendo de esta manera o impidiendo un suministro de energía desde el IPH 610 cuando no se conecta la carga eléctrica.

Alternativamente, cuando el controlador 630 detecta la presencia de la carga eléctrica, el controlador 630 puede configurarse para desactivar el flujo de corriente a través del TRIAC 620 de energía en un punto de cruce por cero de la corriente a través del embobinado determinado a través del cual se conecta el TRIAC 620 de energía, eliminando de esta manera el cortocircuito a través de los terminales del embobinado determinado del IPH 610, y permitiendo que el suministro de energía desde el IPH 610 comience o se reanude.

El controlador 630 puede configurarse para incluir un conector eléctrico Con1 635, un detector X3640, un circuito de conmutación 650 y un circuito de suministro de energía 660.

La carga eléctrica que energizarse con la energía extraída del IPH 610 puede conectarse entre el primer y segundo pin del conector eléctrico Con1 635.

El detector X3 640 puede conectarse al primer y segundo pin del conector eléctrico Con1 635. El detector X3 640 puede configurarse para detectar la presencia o ausencia de la carga eléctrica entre los pines primero y segundo del conector eléctrico Con1 635, como se detalla más adelante en la presente descripción.

El detector X3640 también puede configurarse para controlar el circuito de conmutación 650 para permitir el flujo de corriente a través del TRIAC 620 de energía en ausencia de la carga eléctrica, y para deshabilitar el flujo de corriente a través del TRIAC 620 de energía en presencia de la carga eléctrica. En algunos casos, el circuito de conmutación 650 puede configurarse para incluir el controlador del conmutador X2652 y un conmutador eléctrico que comprende el transistor Q1 654 y el transistor Q2656.

A continuación, se describirá la operación del controlador 630 durante la instalación física del IPH 610 y el TRIAC 620 de energía en la línea de energía activa. Antes de la instalación física, el controlador 630 puede configurarse para permitir el flujo de corriente a través del TRIAC 620 de energía. Al instalar el IPH 610 y el TRIAC 620 de energía en la línea de energía activa, la tensión comienza a acumularse en el electrodo de puerta G del TRIAC 620 de energía. T ras una acumulación de una pequeña tensión de encendido (del orden de aproximadamente 0,7 V a 1,4 V) en el electrodo de puerta G del TRIAC 620 de energía, la corriente comienza a fluir a través del TRIAC 620 de energía, provocando de esta manera un cortocircuito en los terminales del embobinado determinado del IPH 610 a través del cual se conecta el TRIAC 620 de energía y anulando un flujo magnético a través del núcleo del IPH 610.

En algunos casos, la tensión de encendido que se acumula en el electrodo de puerta G del TRIAC 620 de energía también puede acumularse en una entrada del circuito de suministro de energía 660. En base a esta tensión de encendido, el circuito de suministro de energía 660 puede configurarse para elevar la tensión de encendido para producir una tensión de salida VSW. El detector X3640 puede configurarse, en base a la tensión de salida VSW, para aplicar una tensión a través de los pines primero y segundo del conector Con1 635.

Cuando se conecta una carga eléctrica entre los pines primero y segundo del conector Con1 635, comienza a fluir una corriente entre los pines primero y segundo. El detector X3640 puede configurarse para detectar este flujo de corriente y, de acuerdo con ello, controlar el circuito de conmutación 640 para desactivar el flujo de corriente a través del TRIAC 620 de energía. Por el contrario, hasta que se conecte una carga eléctrica entre los pines primero y segundo del conector Con1 635, no fluye corriente entre los pines primero y segundo. El detector X3640 puede configurarse para detectar la ausencia de un flujo de corriente entre los pines primero y segundo y, de acuerdo con esto, controlar el circuito de conmutación 640 para permitir el flujo de corriente a través del TRIAC 620 de energía.

En algunos casos, el circuito de suministro de energía 660 puede configurarse para incluir el diodo D1662, un primer capacitor de almacenamiento C1 664, un circuito elevador de CC a CC de baja tensión 666 y un segundo capacitor de almacenamiento C2668. A medida que la tensión de encendido se acumula en la entrada del circuito de suministro de energía 660, se acumula una tensión a través del primer capacitor de almacenamiento C1 664. En algunos casos, la tensión que se acumula a través del primer capacitor de almacenamiento C1 664 puede ser de al menos 500 mV. El circuito elevador de CC a CC de baja tensión 666 puede configurarse para elevar la tensión que se acumula a través del primer capacitor de almacenamiento C1 664 la tensión VSW, y para aplicar la tensión VSW al segundo capacitor de almacenamiento C2668. El circuito elevador de CC a CC de baja tensión 676 puede ser, por ejemplo, el LTC3108-1 fabricado por Linear Technology Corporation. Como se señaló anteriormente en la presente descripción, el detector X3 640 puede configurarse, en base a la tensión de salida VSW, para aplicar una tensión a través de los pines primero y segundo del conector Con1 635 para detectar la presencia o ausencia de una carga eléctrica.

El controlador 630 también puede permitir el flujo de corriente a través del TRIAC 520 de energía antes de eliminar el IPH 610 y el TRIAC 620 de energía de la línea de energía activa, cortocircuitando de esta manera los terminales del embobinado determinado del IPH 610 a través del cual se conecta el TRIAC 620 de energía y anulando un flujo magnético a través del núcleo del IPH 610 antes de eliminar el IPH 610 de la línea de energía activa.

Ahora se llama la atención sobre la Figura 7, un diagrama de flujo que ilustra un ejemplo de un método para instalar físicamente el IPH 510 o 610 en una línea de energía CA activa (700), no cubierto por el alcance de las reivindicaciones.

En el ejemplo ilustrado, el sistema 500 o 600 puede configurarse para proporcionar el IPH 510 o 610 que incluye: (a) un núcleo dividido, y (b) uno o más embobinados alrededor del núcleo, (B) un triodo de energía para la corriente alterna (TRIAC) 520 o 620 conectado entre los terminales de un embobinado determinado de los embobinados, y (C) un controlador 530 o 630 conectado al TRIAC 520 o 620 de energía, como se detalla anteriormente en la presente descripción, entre otras cosas con referencia a las Figuras 5 y 6 (bloque 704).

El sistema 500 o 600 también puede configurarse para permitir un flujo de corriente a través del TRIAC 520 o 620 de energía, mediante el uso del controlador 530 o 630, como se detalló anteriormente en la presente descripción, entre otras cosas con referencia a las Figuras 5 y 6 (bloque 708).

El sistema 500 o 600 puede configurarse además para instalar el IPH 510 o 610 y el TRIAC 520 o 620 de energía en la línea de energía CA activa, en donde el TRIAC 520 o 620 de energía se configura para cortocircuitar los terminales del embobinado determinado a través del cual el TRIAC 520 o 620 de energía se conecta tras una acumulación de una tensión de encendido en un electrodo del TRIAC 520 o 620 de energía, anulando de esta manera un flujo magnético a través del núcleo del IPH 510 o 610 (bloque 712).

Además, el sistema 500 o 600 puede configurarse para desactivar el flujo de corriente a través del TRIAC 520 o 620 de energía en un punto de cruce por cero de la corriente a través del embobinado determinado a través del cual el TRIAC 520 o 620 de energía se conecta, mediante el uso del controlador 530 o 630, permitiendo de esta manera que el IPH 510 o 610 proporcione la energía para una carga eléctrica (bloque 716). La carga eléctrica puede configurarse para incluir uno o más dispositivos.

Cabe señalar que, con referencia a la Figura 7, algunos de los bloques pueden integrarse en un bloque consolidado o pueden dividirse en unos pocos bloques y/o pueden agregarse otros bloques. Cabe señalar además que algunos de los bloques son opcionales. También cabe señalar que, si bien el diagrama de flujo se describe también con referencia a los elementos del sistema que los realizan, esto no es vinculante, y los bloques pueden realizarse mediante elementos distintos de los descritos en la presente descripción.

Debe entenderse que la materia objeto descrita actualmente no se limita en su aplicación a los detalles expuestos en la descripción contenida en la presente descripción o ilustrada en los dibujos. La materia objeto descrita actualmente es capaz de otras modalidades y para realizarse o llevarse a la práctica de varias maneras. Por lo tanto, debe entenderse que la fraseología y terminología empleadas en la presente descripción tienen el propósito de la descripción y no deben considerarse como limitantes. Como tal, los expertos en la técnica apreciarán que la concepción en la que se basa esta descripción puede ser fácilmente utilizada como base para el diseño de otras estructuras, métodos y sistemas para llevar a cabo los diversos propósitos de la materia objeto descrita actualmente. El alcance de protección se define en el conjunto de reivindicaciones adjuntas.

Debe entenderse que el sistema de acuerdo con la materia objeto descrita actualmente puede implementarse, al menos parcialmente, como un ordenador adecuadamente programado. Igualmente, la materia objeto descrita actualmente contempla un programa informático que es legible por un ordenador para ejecutar el método descrito. La materia objeto descrita actualmente contempla además una memoria legible por máquina que incorpora un programa de instrucciones ejecutable por la máquina para ejecutar el método descrito.

Claims

REIVINDICACIONES

i. Un método para limitar el suministro de energía desde un recolector de energía por inducción (IPH) (310), el IPH (310) que se configura para proporcionar la energía para una carga eléctrica (380), el IPH (310) que comprende un primer embobinado que tiene una primera derivación y una segunda derivación, la primera derivación asociada a un primer número de vueltas entre un tercer terminal y un cuarto terminal del primer embobinado y la segunda derivación asociada a un segundo número de vueltas entre un primer terminal y un segundo terminal del primer embobinado, en donde el primer número es mayor que el segundo número, el método que comprende:

convertir una señal de energía de corriente alterna (CA) (312) que se genera a través de dichos primer y segundo terminales de dicho primer embobinado del IPH (310) en una señal de entrada de corriente continua (CC) (322) para un convertidor de CC a CC (360), mediante el uso de un convertidor de CA a CC (315) conectado a dichos primer y segundo terminales a través de dicha segunda derivación; y generar un cortocircuito a través de dichos tercer y cuarto terminales del primer embobinado del IPH (310) en respuesta a que la señal de entrada CC (322) es mayor que o igual que un primer umbral, mediante el uso de un conmutador de cortocircuito (355) conectado a dichos tercer y cuarto terminales a través de dicha primera derivación, limitando de esta manera el suministro de energía desde el IPH (310);

en donde al menos uno del primer o segundo terminales se conecta al convertidor de CA a CC (315) y no se conecta al conmutador de cortocircuito (355).
2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la señal de entrada CC (322) es una señal de entrada de tensión CC.
3. El método de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende, además:

eliminar el cortocircuito a través del tercer y cuarto terminales, en respuesta a que la señal de entrada CC (322) caiga más abajo de un segundo umbral, el segundo umbral que es menor que o igual que el primer umbral, permitiendo de esta manera que el suministro de energía desde el IPH (310) se reanude.
4. El método de acuerdo con la reivindicación 3, en donde el primer umbral y el segundo umbral son fijos.
5. El método de acuerdo con la reivindicación 3, en donde al menos uno del primer umbral o el segundo umbral es variable.
6. El método de acuerdo con la reivindicación 5, que comprende, además:

convertir la señal de entrada CC (322) en una señal de almacenamiento (365), mediante el uso de un convertidor de CC a CC (360), la señal de almacenamiento (365) que se aplica a al menos uno de: (a) un banco de almacenamiento de energía (370) que se configura para almacenar la energía para dar energía a la carga eléctrica (380) de acuerdo con la señal de almacenamiento (365) o (b) la carga eléctrica (380); en donde al menos uno del primer umbral o el segundo umbral se varía de acuerdo con uno o más de: un nivel de tensión de la señal de almacenamiento (365), un nivel de carga del banco de almacenamiento de energía (370), o los requisitos de energía de la carga eléctrica (380).
7. Un método para limitar el suministro de energía desde un recolector de energía por inducción (IPH) (310), el IPH (310) que se configura para proporcionar la energía para una carga eléctrica (380), el IPH (310) que comprende un primer embobinado que tiene un una primera derivación y una segunda derivación, la primera derivación asociada a un primer número de vueltas entre un tercer terminal y un cuarto terminal del primer embobinado y la segunda derivación asociada a un segundo número de vueltas entre un primer terminal y un segundo terminal del primer embobinado, en donde el primer número es mayor que el segundo número, el método que comprende:

convertir una señal de energía de corriente alterna (CA) (312) que se genera a través de dichos primer y segundo terminales de dicho primer embobinado del IPH (310) en una señal de entrada de corriente continua (CC) (322), mediante el uso de un convertidor de CA a CC (315) conectado a dichos primer y segundo terminales a través de dicha segunda derivación; y

generar un cortocircuito a través de dichos tercer y cuarto terminales del primer embobinado del IPH (310), mediante el uso de un conmutador de cortocircuito (355) conectado a dichos tercer y cuarto terminales a través de dicha primera derivación, limitando de esta manera el suministro de energía desde el IPH (310); en donde al menos uno del primer o segundo terminales se conecta al convertidor de CA a CC (315) y no se conecta al conmutador de cortocircuito (355);

el método que comprende, además:

convertir la señal de entrada CC (322) en una señal de almacenamiento (365), mediante el uso de un convertidor de CC a CC (360), la señal de almacenamiento (365) que se aplica a un banco de almacenamiento de energía (370) que se configura para almacenar la energía para dar energía a la carga eléctrica (380) de acuerdo con la señal de almacenamiento (365), en donde dicho cortocircuito se genera en respuesta a que un nivel de tensión de la señal de almacenamiento (365) es mayor que o igual que un tercer umbral o un nivel de carga del banco de almacenamiento de energía (370) es mayor que o igual que un primer nivel de carga; y

eliminar el cortocircuito a través del tercer y cuarto terminales, en respuesta a que el nivel de tensión de la señal de almacenamiento (365) caiga más abajo de un cuarto umbral o un nivel de carga del banco de almacenamiento de energía (370) que caiga más abajo de un segundo nivel de carga, el cuarto umbral que es menor que o igual que el tercer umbral y el segundo nivel de carga que es menor que o igual que el primer nivel de carga, permitiendo de esta manera que el suministro de energía desde el IPH (310) se reanude.
8. El método de acuerdo con la reivindicación 1 o 7, en donde el conmutador de cortocircuito (355) es un triodo de energía para la corriente alterna (TRIAC).
9. Un sistema (300) para limitar el suministro de energía desde un recolector de energía por inducción (IPH) (310), el IPH (310) que se configura para proporcionar la energía para una carga eléctrica (380), en donde el IPH (310) comprende un primer embobinado que tiene una primera derivación y una segunda derivación, la primera derivación asociada con un primer número de vueltas entre un tercer terminal y un cuarto terminal del primer embobinado y la segunda derivación asociada con un segundo número de vueltas entre un primer terminal y un segundo terminal del primer embobinado, en donde el primer número es mayor que el segundo número, el sistema (300) que se configura para realizar el método de la reivindicación 1 y que comprende:

un convertidor de CA a CC (315) configurado para convertir una señal de energía de corriente alterna (CA) (312) que se genera a través de dichos primer y segundo terminales de dicho primer embobinado del IPH (310) en una señal de entrada de corriente continua (CC) (322) para el convertidor de CC a CC (360), el convertidor de CA a CC (315) que se conecta al primer y segundo terminales a través de dicha segunda derivación;

en donde el sistema (300) comprende un conmutador de cortocircuito (355) conectado a dichos tercer y cuarto terminales de dicho primer embobinado del IPH (310) a través de dicha primera derivación, el sistema que se configura para generar, en respuesta a que la señal de entrada CC (322) es mayor que o igual que un primer umbral, un cortocircuito a través de dichos tercer y cuarto terminales del primer embobinado del IPH (310) mediante el uso de dicho conmutador de cortocircuito (355) para limitar el suministro de energía desde el IPH (310);

en donde al menos uno del primer o segundo terminales se conecta al convertidor de CA a CC (315) y no se conecta al conmutador de cortocircuito (355).
10. El sistema de acuerdo con la reivindicación 9, que comprende, además:

un convertidor de CC a CC (360) configurado para convertir la señal de entrada CC (322) en una señal de almacenamiento (365), la señal de almacenamiento (365) que se aplica a al menos uno de: (a) un banco de almacenamiento de energía (370) que se configura para almacenar la energía para dar energía a la carga eléctrica (380) de acuerdo con la señal de almacenamiento (365) o (b) la carga eléctrica (380); en donde el sistema (300) se configura para eliminar el cortocircuito a través del tercer y cuarto terminales, en respuesta a que la señal de entrada C<c>(322) caiga más abajo de un segundo umbral, el segundo umbral que es menor que o igual que el primer umbral, permitiendo de esta manera que el suministro de energía desde el IPH (310) se reanude;

en donde el sistema se configura para variar al menos uno del primer umbral o el segundo umbral de acuerdo con uno o más de: un nivel de tensión de la señal de almacenamiento (365), un nivel de carga del banco de almacenamiento de energía (370), o los requisitos de energía de la carga eléctrica (380).
11. Un sistema (300) para limitar el suministro de energía desde un recolector de energía por inducción (IPH) (310), el IPH (310) que se configura para proporcionar la energía para una carga eléctrica (380), en donde el IPH (310) comprende un primer embobinado que tiene una primera derivación y una segunda derivación, la primera derivación asociada con un primer número de vueltas entre un tercer terminal y un cuarto terminal del primer embobinado y la segunda derivación asociada con un segundo número de vueltas entre un primer terminal y un segundo terminal del primer embobinado, en donde el primer número es mayor que el segundo número, el sistema (300) que se configura para realizar el método de la reivindicación 7 y que comprende:

un convertidor de CA a CC (315) configurado para convertir una señal de energía de corriente alterna (CA) (312) que se genera a través de dichos primer y segundo terminales de dicho primer embobinado del IPH (310) en una señal de entrada de corriente continua (CC) (322), el convertidor de CA a CC (315) que se conecta al primer y segundo terminales a través de dicha segunda derivación;

en donde el sistema (300) comprende un conmutador de cortocircuito (355) conectado a dichos tercer y cuarto terminales de dicho primer embobinado del IPH (310) a través de dicha primera derivación, el sistema que se configura para generar un cortocircuito a través de dichos tercer y cuarto terminales del primer embobinado del IPH (310) mediante el uso de dicho conmutador de cortocircuito (355) para limitar el suministro de energía desde el IPH (310);

en donde al menos uno del primer o segundo terminales se conecta al convertidor de CA a CC (315) y no se conecta al conmutador de cortocircuito (355); el sistema que comprende, además:

un convertidor de CC a CC (360) configurado para convertir la señal de entrada CC (322) en una señal de almacenamiento (365), y un banco de almacenamiento de energía (370) que se configura para almacenar la energía para dar energía a la carga eléctrica (380) de acuerdo con la señal de almacenamiento (365), en donde el sistema (300) se configura para generar dicho cortocircuito en respuesta a un nivel de tensión de la señal de almacenamiento (365) que es mayor que o igual que un tercer umbral o un nivel de carga del banco de almacenamiento de energía (370) que es mayor que o igual que un primer nivel de carga; y

en donde el sistema (300) se configura para eliminar el cortocircuito a través del tercer y cuarto terminales, en respuesta a que el nivel de tensión de la señal de almacenamiento (365) caiga más abajo de un cuarto umbral o un nivel de carga del banco de almacenamiento de energía (370) caiga más abajo de un segundo nivel de carga, el cuarto umbral que es menor que o igual que el tercer umbral y el segundo nivel de carga que es menor que o igual que el primer nivel de carga, permitiendo de esta manera que el suministro de energía desde el IPH (310) se reanude.