MX2007002620A - Aparato y metodo mejorado para control de la iluminacion de descarga de alta densidad. - Google Patents

Abstract

Un aparato y metodo mejorados para el control de iluminacion de descarga, tal como iluminacion DAI (descarga de alta densidad), los efectos del encendido de la iluminacion de voltaje completo y la operacion sostenida de la iluminacion en un voltaje reducido despues de una fase o intervalo de encendido seleccionado y variable. El aparato incluye un auto transformador (28 y 30) que tiene un devanado primario y un devanado secundario. El devanado primario siempre se encuentra en serie con la carga, pero puede ser cortado para conectar el voltaje de la linea completa desde la linea a la carga. Cuando el devanado primario no es acortado, el devanado secundario es conectado tambien a la carga, de modo que se proporciona voltaje reducido para la carga. Un aparato termico analogo (36) simula la constante de tiempo de calentamiento de la unidad de iluminacion DAI, de modo que la reduccion en el voltaje de operacion de la unidad de iluminacion DAI es efectuada solamente despues de que esta unidad de iluminacion ha logrado una temperatura suficientemente alta para sostener la operacion en un voltaje de operacion reducido.

Description

APARATO Y MÉTODO M EJORADO PARA CONTROL DE LA I LUMINACIÓN DE DESCARGA DE ALTA DENSI DAD.

Referencia Cruzada con Solicitudes Relacionadas La presente invención se refiere y reclama el beneficio y la prioridad de la Solicitud provisional de Patente Norteamericana No. 60/606,972 , presentada en Septiembre 02 del 2004. Campo de la Invención La presente invención se encuentra en el campo del control de iluminación . Más particularmente, la presente invención pertenece a un aparato y método para controlar el voltaje aplicado a una unidad de iluminación , tal como un foco de descarga H I D (descarga de alta densidad) . Dicha iluminación H I D proporciona de manera provechosa una salida de luz alta por watt de energía consumida. Además, una vez que se ha iniciado en el voltaje completo, dicha iluminación H I D puede sostener la operación en un voltaje substancialmente reducido con poca o sin reducción de la salida de luz, pero con u n consumo substancialmente reducido de energ ía. Antecedentes de la Invención La presente invención constituye una mejora sobre la Patente Norteamericana No. 4,431 ,948, emitida en Febrero 14, 1 984 , y también sobre la¡s Patentes Norteamericanas Nos . 5,528, 1 1 0 ; 5,508,589; y 5,623J 1 86, cuyas descripciones están incorporadas a la presente descripción como referencia hasta el grado necesario para una descripción y entendimiento completo de la misma .

La Patente '9,48 describe un controlador de iluminación HI D I que efectúa una reducción de selección del voltaje aplicado mediante el uso de un aujto-transformador conectado en serie con un interruptor. Una primera porción del devanado del auto-transformador se encuentra interpuesta entre la entrada y la salida, y una porción del devanado adicional está interpuesta entre la salida y la terminal común o neutral de una fuente de corriente alterna. La primera porción del devanado es a la que nos referimos como un devanado I en serie de un auto-transformador, y la segunda porción del devanado se refiere; a un devanado común del auto-transformador. El interruptor (el cual ¡puede ser implementado, por ejemplo, como un relevo), es conectado en serie con un devanado común de modo que cuando el relevo se encuentra en su condición abierta, no fluye corriente en el d¡evanado común , y el voltaje de salida es substancialmente equivalente al voltaje de entrada. Por otra parte, de acuerdo con la Patente '948, cuando el contacto hace corriente con el relevador y se permite una corriente cerrada que fluya en el devanado común y el auto-transformador realiza su función ¡ normal con el voltaje de salida reducido en relación con el voltaje de entrada. Sin embargo, la invención de la Patente '948 tiene deficiencias importantes como se señala en las tres Patentes identificadas anteriormente. En las tres Patentes identificadas anteriormente, se proporciona un auto-transformador de la presente invención con una bobina de oposición con el objeto de cancelar la creación de efectos de calentamiento armónicos e inadvertidos en el auto-transformador. El auto-transformador de la presente invención evita las deficiencias de la Patente '948. Sin embargo, son posibles mejoras adicionales a la tecnología para controlar la iluminación H I D . Por lo tanto, es como una necesidad proporcionar un aparato y métodos mejorados para el control de la iluminación H I D con el objeto de log rar un consumo disminuido de energ ía. Breve Descri pción ide la I nvención En vista de las deficiencias de la tecnolog ía relacionada , es un objeto de la presente invención reducir o eliminar por lo menos una de estas deficiencias. Particularmente, es un objeto de la presente invención proporcionar un coritrolador de iluminación H I D con u n circu ito auto-transformador mejorado el cual permite el inicio de la un idad de luz en voltaje completo, y la reducción del voltaje aplicado durante la operación sostenida de la unidad de iluminación , utilizando solamente u n interruptor SPDT sencillo, y sin interrupción del flujo de corriente a la unidad de iluminación durante el cambio del voltaje completo al voltaje reducido. Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar u n controlador de iluminación H I D el cual utiliza un análogo de i nercia térmica de la iluminación H I D con el objeto de determinar un intervalo de tiempo de inicio y calentamiento adecuado para la unidad de iluminaqión H I D, en el cual en el intervalo de tiempo variará dependiendo de las condiciones del ambiente .

Además de lo anterior, el intervalo de tiempo de calentamiento para la unidad de iluminación H I D puede variar dependiendo de la temperatura ambiente; y en un grado menor, dependiendo de la velocidad del devanado. Es un objeto adicional de la presente invención proporcionar un controlador de iluminación H I D el cual reduce el voltaje de operación a una solamente una unidad de iluminación HI D después de que la unidad de iluminación HI D ha logrado una temperatura de operación suficiente para sostener la operación en un nivel de voltaje reducido. Estos y otros objetos y ventajas de la presente invención podrán ser mejor entendidos a partir de una consideración de la siguiente descripción de las modalidades de ejemplo particularmente preferidas de la presente invención, tomada en conjunto con los dibujos adjuntos. Breve Descripción de los Dibujos La figura 1 ilustra a manera de diagrama, una modalidad de aparato controlador de iluminación mejorado para la iluminación HI D; Las figuras 2 y 3, respectivamente, son vistas de planta transversales y de elevación parcialmente seccionales del aparato controlador de iluminación que se observa en la figura 1 ; La figura 4 proporciona un esquema de circuito parcial simplificado del aparato de control de iluminación que se puede ver en la figura 1 ; La figura 5 es una representación de un diagrama de un análogo de inercia térmica de una luz HID que se ve en la figura 1 , y la cual está incluida en el controlador de la figura 1 ; La fig ura 6 es u na vista esq uemática completa del circuito para el controlador de la iluminación , la cual se puede observar en las figuras 1 , 2 , y 3; La figu ra 7 proporciona una vista en perspectiva de otra modalidad de la iluminación H I D, y de otra modalidad alternativa de un controlador para dicha iluminación; Las fig uras 8 y 9 proporcionan vistas esquemáticas del circuito respectivo para la modalidad alternativa del controlador de iluminación H I D vista en la figura 7, el cual proporciona respectivamente un primer nivel del voltaje reducido para la operación sostenida de la iluminación H I D , o dos veces este primer nivel de red ucción die voltaje. La figura 1 0 es una vista esquemática completa de circuito para un controlador de iluminación similar al que se observa en la figu ra 6, pero incluye un cronómetro de tiempo descendente para efectuar u n cambio: desde el voltaje in icial al voltaje de operación para u n par de unidades de iluminación de descarga controlada . La fig ura 1 1 e¡s una vista en perspectiva esquemática en forma de diagrama de un controlador de iluminación para una lámpara de la calle y de un sensor de luz ambiente para la lámpara de la calle el cual se enchufa dentro del controlador de iluminación ; y Las figuras 1 2 y 1 3, son respectivamente, vistas de planta y u na vista en elevación (parcialmente transversal) del controlador de iluminación de u a lámpara de la calle como se puede observar en las figuras 7, 8, 9 y A 1. Descripción Detallada de la Invención Haciendo referencia a la figura 1, un controlador de iluminación 10 recibe una potencia de la línea por medio de cables eléctricos 12, y controla un par de focos HID 14, por medio del cableado de interconexión generalmente indicado con el número con flechas 16. Observando ahora las figuras 2 y 3 en conjunto entre ellas, se puede observar que el controlador de iluminación 10 incluye una caja generalmente rectangular, 18 que define una cavidad interior 20. Colocado dentro de la cavidad 20 es un tablero de circuito impreso 22, el cual es soportado por medio de los soportes 24. La tira del conector 26 se pone adyacente a un lado del tablero de circuito impreso 22 con el objeto de facilitar la conexión del cableado eléctrico al aparato 10. Esta tira conectada 26 también proporciona la conexión del sistema de circuito (que se explicará además más adelante) el cual está conectado en el tablero de circuito impreso 22.

Viendo las figuras 2 y 3, con mayor detalle, se puede apreciar que el tablero de circuito impreso 22 es portador de un par separado de transformadores 28 y 30. Los transformadores duales 28 y 30 permiten que la unidad de control de iluminación 10 controlen un par de unidades de iluminación HID (para dos bancos de dichas unidades de luz). Entre este par de transformadores, el tablero de circuito impreso 22 es el portador de un par de SPDT separado (de un solo polo, doble salida), a relevadores 32 y 34. Y, entre los relevadores 32 y 34 (así como entre los transformadores 28, y 30), el tablero de circuito impreso 22 es el portador de un aparato análogo térmico, generalmente indic I ado con el número de las flechas 36. Deberá I apreciarse que el aparato 36 se encuentra localizado en una "bolsa" cubierta o receso 36' formado junto al tablero de circuito impreso 22, y entre los transformadores y relevadores que lo rodean . Por razones de claridad de ilustración no se muestra en las figuras 2 y 3, pero existe en el aparato 10, una cantidad de aislamiento térmico que rodea el aparato análogo térmico 36 en los escalones 36'; y una cubierta ambiental la cual se extiende y se separa entre los pares de transformadores 28, 30 y sobre el par de relevadores 32, 34. Es decir, la cubierta ambiental (indicada en la figura 3 por la línea punteada 36") se extiende a lo ancho del receso 36' justamente arriba del aparato 36, y forma una pared de límite superior arriba del aparato 36' del mismo modo que el tablero del circuito impreso 22 forma una pared inferior para el receso 36'. El espacio alrededor del aparato análogo térmico 36, y entre el tablero PC 22, y la cubierta ambiental 36" se llena con una cantidad seleccionada de aislamiento térmico, tal como aislamiento de fibra de vidrio. El aislamiento térmico y la cubierta ambiental alrededor del aparato 36 están Ilustrados además y descritos más adelante, pero es suficiente por ahora entender que su propósito es proporcionar un ambiente controlado térmicamente y protegido alrededor del aparato análogo térmico 36. Con el objeto de probar un entendimiento inicial de la operación del controlador de iluminación 10, ahora se pone atención en la figu ra 4, la cual proporciona una vista esquemática simplificada de u na porción del 'controlador 1 0. Observando la figu ra 4, se aprecia que la potencia de ¡la l ínea CA es recibida por medio de los alambres 38, 40; y el alambre 38 es conectado a u n lado del devanado primario 42 de un transformador 44 (representante de cualquier transformador 28 ó 30) . El otro lado de este devanado del transformador 42 está conectado a una unidad de iluminación H I D 14, y la otra conexión de la unidad de iluminación H I D 14 está conectada al otro alambre 40. Por lo tanto, siempre que se aplique el voltaje en línea a los alambres 38 y 40, la unidad de iluminación H I D 14 recibirá voltaje. Sin embargo, el nivel de voltaje recibido por la unidad de iluminación H I D 14 es controlado por la operación de la unidad de control de iluminación 1 0, y particularmente es controlado por la operación del transformador 28 ó 30 (representado por el transformador esquemático 44 de la figura 4). i Se ha observado que el circuito ilustrado en la figu ra 4 incluye un interruptor SPDT (representativo de la relevación 32, ó 34, y que está indicado de esta manera en la fig ura 4 como "32/34") , que tiene un contacto común que conecta a otro lado del devanado 44, y la unidad de iluminación 14. Esta relevación 32 ó 34 incluye un contacto generalmente abierto (NO) el cual es conectado al cable 38 y el primer extremo del devanado primario 42. De un modo similar, la relevación 32 ó 34! incluye un contacto normalmente cerrado (NC) el i cual está conectado a u n extremo del devanado secundario 46 del transformador 44.

El otro extremo de este devanado secundario 46 está conectado al alambre 40. De modo que, los expertos en la técnica reconocerán que cuando las relevaciones 28 ó 30 no son energizadas, y los contactos NC están cerrados, el transformador 44 funciona como un áuto-transformador convencional, y suministra un voltaje reducido a la unidad de iluminación 14. Visto de manera diferente, cuando el contacto NC de la relevación 28 ó 30 son cerrados, la relevación 28 ó 30 proporciona energía desde el cable 38 hasta el primer extremo del devanado 46. Y, cuando los contactos NO de este relevo 28 ó 30 son cerrados, entonces, la relevación corta el devanado, primario 42, pero entrega el voltaje completo desde el cable 38 a la unidad de iluminación 14. Cuando los contactos NC de la relevación 28 ó 30 son cerrados en un nivel de voltaje reducido suministrado para la unidad de iluminación 14 será una proporción del voltaje de línea generalmente de acuerdo con la proporción de vueltas del devanado 46 comparado con las vueltas totales del devanado 42 y 46 juntos. Y, de manera importante, debido a que la configuración del circuito se observa en la figura 4, la transición del voltaje completo aplicado a la unidad de iluminación 14, y al voltaje reducido aplicado a esta unidad de iluminación , ocurre sin una interrupción del flujo de corriente de la unidad de iluminación. Por lo tanto, no existe tendencia de que la unidad de iluminación H ID sea extinguida debido ya sea a una interrupción temporal del flujo de corriente. El flujo de corriente es continúo durante la reducción de voltaje deseada después del calentamiento de la unidad de iluminación H I D 14. Ahora, con el objeto de proporcionar un encendido de vol,taje completo de la unidad de iluminación H I D 14, seguida por un intervalo de calentamiento suficiente de operación en el voltaje completo con el objeto de asegurar que la unidad de iluminación puede permanecer encendida cuando el nivel de voltaje es reducido por una operación sostenida, se proporciona un aparato análogo térmico 36. Obseryando la figura en forma de diagrama 5, se puede apreciar que este aparato análogo térmico 36 incluye una fuente de calentamiento controlado, indicado con el número de flechas 48. Esta fuente de calentamiento controlada de calor preferentemente se implemento mediante el uso de un resistor conectado al voltaje en línea y de manera común (por ejemplo, los cables cruzados 38 y 40) de modo que cuando el voltaje es aplicado primero a estos cables para arrancar la unidad de iluminación H ID 14, y el resistor 48 comienza a producir calor. El aparato 36 incluye además una masa térmica, indicada ' por la flecha 50 (proporcionando un tiempo constante de calentamiento), y un interruptor que actúa en respuesta a la temperaturaj indicado con el número 52. Aunque deberá observarse en la modalidad preferida actualmente, que el interruptor de acción de respuesta a la temperatura 52 está cerrado normalmente, la presente invención no está limitada a lo mismo. Es decir, el aparato 36 podría emplear un interruptor de respuesta a la temperatura normalmente abierto, y luego invertiría la conexión de los contactos NO y NC de los relevadores 28 y 30.

Considerando además el aparato análogo térmico 36, se puede observar que incluye una barrera de aislamiento térmico 54 (indicado por la línea punteada y las marcas interrumpidas de la figura 5). Esta barrera de aislamiento 54 está provista por el aislamiento térmico y la cubierta ambiental mencionada anteriormente con referencia a las figuras 2 y 3. En la práctica, esta barrera de aislamiento térmico es seleccionada para proporcionar un grado deseado y suficiente de aislamiento térmico entre la combinación del calentador 48, la masa 50, y el interruptor! 52, y el ambiente; de modo que, el aparato 36 se calentará a partir del ambiente a y lo suficientemente arriba de la temperatura de activación del interruptor 52 con una constante de tiempo que se encuentra en el análogo de, pero es preferentemente algo más lenta que, la constante de tiempo de calentamiento o característica de la unidad de iluminación H ID 14. La lentitud intencional y deseada de este constante de tiempo para el calentamiento del aparato análogo térmico 36 puede ser empleada, por ejemplo, para asegurar que la unidad de iluminación H ID alcanza su temperatura de operación a pesar de las condiciones con aire (las cuales llevan al calentamiento por corte de la unidad de iluminación H ID) antes de que el voltaje es reducido por el controlador 10. Por lo tanto, se aseguran la operación continúa de la unidad de iluminación HID, y la operación del voltaje es reducida por el controlador 10. Como resultado, cuando al unidad de iluminación H ID 14 es arrancada en el voltaje de línea completa, y por lo tanto está provista con un período de operación del voltaje de la línea completa durante ¡¡¡ÜH el cual la unidad de iluminación se calienta a partir de la temperatura ambiente hasta alcanzar una temperatura suficiente para sostener la operación en un nivel de voltaje reducido, el aparato análogo térmico 36 de la misma ¡ manera se calentará a partir de temperatura i ambiente. El aparato análogo térmico es utilizado para determinar cuando la unidad de iluminación 14 está lo suficientemente caliente para sostener la operación en voltaje reducido. Para este fin, deberá observarse que cuando el voltaje es aplicado primero al controlador de iluminación 10, el interruptor 52 del aparato térmico 36 es cerrado, y proporciona energía a la bobina de las relevaciones 28 ó 30. De este modo, el contacto NC de estas relevaciones 28 ó 30 es abierto, y el contacto NO es cerrado. Como resultado, la bobina 42 es cortada, y la unidad de iluminación H I D 14 recibe inmediatamente el voltaje de línea completa (de cable 38, viendo la figura 4), el cual es suficiente para iniciar la unidad de iluminación HI D 14 aún en condiciones frías del ambiente. Por consiguiente, la unidad de iluminación 14 se enciende y calienta, y de este modo se calienta el aparato análogo térmico 36. Por el tiempo en que el aparato análogo térmico 36 logra una temperatura en la cual se abre el interruptor que está en respuesta a la temperatura 52, la unidad de iluminación 14 habrá logrado una temperatura suficiente para sostener la operación en un nivel de voltaje reducido. Como se puede apreciar, este interruptor 52 está conectado a la bobina del relevo 28 ó 30, y cuando es abierto inactiva esta relevación con el objeto de efectuar la reducción de voltaje deseada para la operación sostenida de las unidades de iluminación H I D 14. Regresando ahora a la vista esquemática de la figura 6, se puede apreciar que la unidad de control de iluminación 10 generalmente contiene un par de transformadores 28 y 30, y un par de relevadores 32 y 34, todos los cuales son controlados por un par de aparatos análogos térmico (cada uno indicado con un número con flechas 36), el cual es implementado utilizando un solo resistor como un calentador tanto para ambos aparatos análogos térmicos. Es decir, un solo resistor 48 sirve para producir calor a un par de i interruptores que actúan en respuesta a la temperatura 52a y 52b. Además, la masa combinada del resistor 48 y los interruptores 52a y 52b proporciona la masa térmica deseada 50. Como se señaló anteriormente haciendo referencia a las figuras 2, 3 y 5, el aislamiento térmico colocado en los recesos 36', junto con la cubierta ambiental .36" sobre este receso, proporciona el aislamiento deseado 54 del ambiente. Los expertos en la técnica reconocerán que el aislamiento 54 (o aislamiento) del aparato análogo térmico 36 del ambiente y por¡ ningún medio completo, sino únicamente por un nivel suficiente y deseado. Es decir, si las unidades de la lámpara H I D 14 se ha apagado después del período de operación, entonces el aparato análogo térmico 36 se enfriará, como lo hará las unidades de iluminación HID. Mediante la selección correcta del valor de aislamiento del aislamiento 54, el aparato 36 volverá a cerrar los contactos del interruptor 52 solamente después de unos cuantos ?ÜTIIG? minutos de una parte de operación de las lámparas 14. Por lo tanto, una vez que el interruptor 52 se cierra, las lámparas pueden haber iniciado el voltaje completo mediante la aplicación una vez más de la energía a las líneas 12 (por ejemplo, los cables 38 y 40). Volviendo ahora a la figura 7 para observar la modalidad alternativa de la presente invención, se puede observar que para una lámpara de la calle 56 (solamente la cabeza de la lámpara de la calle se puede ver en la figura 7) el aparato de reducción del voltaje modular 58 de la1 presente invención está configurado para ser interpuesto entre el sensor de luz ambiente 60 y el receptáculo 62 de i la estructura de la lámpara 56. Más específicamente, como se puede observar en la figura 8, el aparato de reducción de voltaje 58 proporciona un receptáculo 64, el cual es un duplicado del receptáculo 62 de la estructura de la lámpara 56. Además, el aparato de reducción de voltaje 58 proporciona un enchufe de tres patas 66 la cual proporciona la misma adaptación de las patas como el sensor de luz ambiente 60, de modo que es compatible con el receptáculo 62 de la estructura de la lámpara 56. Por lo tanto, se podrá observar que la instalación de la modalidad de la presente invención como se muestra en la figura 7 se logra simplemente a modo de la eliminación temporal del sensor de luz ambiente 60 del receptáculo 62, instalando el aparato de reducción de voltaje 58 en el receptáculo 62, y luego el sensor de luz ambiente 60 es colocado en el receptáculo 64 del¡ aparato de reducción de voltaje 58. El sensor de luz del ambiente continúa realizando su función de una manera idéntica. Sin embargo, el voltaje aplicado a la unidad de iluminación de descarga de alta densidad (HI D) de la luz de la calle 56, será reducido automáticamente después de la activación de descarga inicial en el voltaje completo. Debido a que muchas características de la modalidad de la presente invención mostradas en las figuras 7, 8, y 9 son iguales, o son análogas a las ilustradas y descritas anteriormente, las características de las figuras de la 7 a la 9, las cuales ahora podrán ser familiares para; el lector, se indican con los mismos números de referencia utilizados anteriormente y aumentados por una centena (100). Observando! la figura 8, se puede apreciar que el aparato 58 incluye un transformador, indicado con un número de flecha 128. En este caso, el bobinado primario 142 de este transformador 128 incluye un ahusado 142a, cuyo uso será explicado a continuación haciendo referencia a la figura 9. Sin embargo, el transformador 128 también incluye un devanado secundario 146, y está asociado con las líneas de suministro de energía y con la carga (por ejemplo, la luz de la calle 56) como se explica anteriormente en la primera modalidad . Además, la modalidad de las figuras de la 7 a la 9 incluye la relevación SPDT 132, y el aparato análogo térmico 136 como fue explicado anteriormente. Por consiguiente, la operación del aparato de control de iluminación de las figuras de la 7 a la 9 es el mismo que se explicó anteriormente, y la luz de la calle 56 es encendida y calentada en voltaje completo, después de lo cual el voltaje de operación de la unidad de luz H I D es reducido cuando el aparato análogo térmico 1 36 indica que ha logrado una temperatu ra lo suficientemente alta, para mantener la operación de la luz de la calle en un voltaje reducido. El circuito de la figura 9 es esencialmente el mismo que el indicado en la figura 8, con la excepción de que la conexión de la clavija 66 al devanado primario 1 42 se hace en la parte superior 142a , en vez del final de este bobinado primario 142. El resultado es que cuando el voltaje de operación para la luz de la calle controlada es reducido del voltaje completo a algún voltaje de operación seleccionado más bajo, la reducción de voltaje efectuada por la modalidad de la fig ura 9 es dos veces el afectado por la modalidad de la fig ura 8. Deberá observarse q ue el aparato de las figuras 8 y 9 es el mismo con la excepción de la conexión entre el transformador 142 y la clavija 66. Por consiguiente, se puede apreciar que un usuario del aparato 58 de la fig ura 8 y 9 puede seleccionar la red ucción de voltaje deseada para la operación sostenida de la luz de la calle 56. Con la reducción de voltaje efectuada por la modalidad de la figura 8 , puede no existir una reducción notable de la iluminación de la calle. Por otra parte, si existe una pequeña red ucción pero que se puede notar en la iluminación de la calle, la cual sea tolerable, entonces la modalidad de la fig ura 9 puede ser utilizada , con el objeto de llevar a cabo una reducción de aproximadamente 36% o más en el costo de operación de la luz de la calle 56. La figu ra 1 0 ilustra una modalidad alternativa de la presente invención , similar én muchos aspectos a la de la figura 6, pero que incluye un cronómetro de cuenta ascendente para efectuar un cambio en el voltaje de operación de iluminación de descarga controlada del voltaje de inicio a un voltaje de operación más bajo. Por consiguiente, debido que la modalidad de la figura 10 tiene muchas características en común con la figura 6, las características de la figura 10 son las mismas o análogas a las ilustradas y descritas anteriormente con referencia a la figura 6 y están indicadas en la figura 10 con ese mismo número utilizado anteriormente pero el cual tiene una prima (') agregado al mismo. Viendo la figura 10, se puede apreciar que la unidad de control de iluminación 10' contiene un par de transformadores 28' y 30' (siendo indicado el transformador de bobinado secundario como T1 y T2), y un solo polo¡ doble, un relevador de doble salida (DPDT) 32' el cual realiza la función del par de relevadores 32, 34 que se ven en la figura 6. El relevador 32' , es controlado por una simple cuenta descendente del cronómetro 36, el cual tiene un intervalo de cuenta descendente previamente seleccionado, y siendo la activación debajo de este intervalo hacia cero (0). Quiere decir, que el cronómetro 36' inicia su cuenta descendente cuando el controlador 10' es energizado de modo que el voltaje de línea completo es aplicado a las unidades de luz conectadas a las conexiones de "descarga" del controlador 10'. Mediante la selección correcta del intervalo de tiempo de cuenta descendente ¡mplementado mediante el cronómetro 36', las lámparas H ID conectadas a las terminales de "descarga" del controlador 1 0' comenzarán de manera confiable en el voltaje de línea completa y luego será cambiado al voltaje de operación deseado más bajo (es decir, med iante la aplicación del circuito del auto-transformador de la presente invención ilustrado a manera de diagrama en la figu ra 4) el cual es implementado mediante el circuito del controlador 1 0'. U na ventaja del circuito de control 1 0' realizada particularmente en las ubicaciones que experimentan unas temperatu ras extremadamente frías, es que un análogo térmico (por ejemplo, como se emplea en el controlador 1 0 de la figu ra 6) no es un análogo perfecto para las lámparas H I D conectadas al controlador. En los climas excesivamente fríos, y particularmente después de un largo período de frío en el día (como lo experimentan las lámparas de la calle y las lámparas de iluminación de señales) se pueden experimentar algu nas dificultades con las lámparas que no alcanzan temperaturas sostenidas para la operación en el voltaje reducido antes del voltaje de operación sea red ucido. En ese caso, las lámparas serían descartadas de la operación de descarga cuando es red ucido el voltaje, y ya no se re-iniciarían . Sin embargo, la modalidad de la figura 1 0 evita esta dificultad permitiendo que se seleccione un cierto intervalo de tiempo, el cual asegu rará q ue las lámparas H I D alcancen una temperatura sostenida antes de que sea reducido el voltaje de operación , aún después de una impregnación de frío prolongada en temperatu ras excesivamente bajas. Los expertos en las técnicas pertinentes, también apreciarán que se puede utilizar una combinación de las modalidades de las figuras 4 y 10 y pueden ser llevadas a cabo utilizando simplemente un interruptor de respuesta a la temperatura para seleccionar entre el cronómetro de arranque análogo térmico, o un cronómetro de arranque de cuenta descendente. De este modo, si se implementa esta acción, las lámparas H I D comenzarán en condiciones moderadas utilizando un análogo térmico, y la energía sería ahorrada permitiendo que las lámparas cambiaran a un voltaje de más bajo sostenido, tan pronto como se pudiera poner en práctica. Por otra parte, en temperaturas frías extremas, las lámparas H ID podrían i iniciar utilizando un cronómetro de cuenta descendente, y se podría ¡ asegurar la operación sostenida de las lámparas cuando el voltaje es reducido, debido a que el intervalo de tiempo es seleccionado tal como para asegurar el calentamiento adecuado de las lámparas y la iluminación continúa de las lámparas al momento de la reducción del voltaje de operación, sin importar lo frías que puedan ser las temperaturas ambiente. Regresando nuevamente a una consideración de la figura 7, y tomando en consideración también las figuras 1 1 , 12, y 13, se recordará que para la lámpara de la calle 56, el aparato de reducción de voltaje modular 58 de la presente invención está configurado para ser interpuesto entre el sensor de luz ambiente 60 y el receptáculo i 62, de la estructura de la lámpara 56 (recordando la figura 7). Más específicamente, como se puede observar en la figura 1 1 , el controlador de voltaje modular o aparato de reducción 58 incluye un alojamiento 58' el cual proporciona un receptáculo colocado hacia arriba 64 (el cual és un duplicado funcional del receptáculo 62 de la estructura de la lámpara de la calle 56). Además, el aparato de reducción de voltaje 58 proporciona una clavija de tres pernos 66 (el cual proporciona la misma adaptación de pernos que el sensor de luz ambiente 60). Como resultado, el aparato de reducción de voltaje modular 58 es compatible con el receptáculo 62 de la estructura de la lámpara 56, y con el sensor de luz ambiente 60. El controlador 58 está enchufado dentro del receptáculo 62 de la lámpara de la calle 56, y el sensor i de luz ambiente está conectado dentro del controlador 58, conforme es alineado por la flecha de la figura 1 1 . I Regresando ahora a las figuras 12 y 13, se puede apreciar que el orden para qué el alojamiento 58' proporcione una protección I adecuada contra él clima en un entorno de interrupción encontrado arriba de una lámpara de la calle, el alojamiento 58' incluye una porción del alojamiento en forma de taza (es decir, una forma de taza invertida) 68¡ que define un extremo de una pared 68a que define una abertura central 68b a través de la cual se tiene acceso al receptáculo 64. Un receso anular 68' circunscribe el extremo principal y la porción del alojamiento 68, y proporciona una porción del faldón contra él tiempo 60' (con las flechas de la figura 1 1 ) del sensor de luz ambiente 60 para que pase parcialmente hacia abajo una distancia seleccionada sobre el alojamiento 58'. Además, esta i porción del alojamiento 68 define una abertura colocada hacia abajo 72, y recibe un elemento de cierre similar a una placa 74 dentro de la Eüiü?li abertura 72, cuyo elemento de cerradura es escalonado hacia arriba a una distancia i determinada dentro de la abertura 72 para i proporcionar una porción que depende del faldón 76. Del mismo modo en el que ¡ el faldón 60' pasa dentro del receso 68' y parcialmente sobre el alojamiento 68 con el objeto de proporcionar una protección al ambiente para la conexión eléctrica del sensor de luz ambiente dentro del controlador 58, el faldón 76 replica el faldón 60' y proporciona ¡una protección contra el clima similar cuando el i controlador 58 es enchufado dentro del receptáculo 62 de la lámpara de la calle, recordando la figura 7. Considerando además la figura 13, se puede apreciar que un transformador en ¡ forma de torreta 78 es recibido dentro del alojamiento 68. Este transformador en forma de torreta sirve a la función del transformador 128 esquemáticamente ilustrado en las figuras 8 y 9. Un pasaje 78' es definido centralmente desde el transformador 78. Arriba del transformador 78, un tablero de circuito impreso 80 reposa en el separador aislante y elástico 82, y es el I portador de los elementos de circuito 84. Otro aislante elástico 82 también es colocado debajo del transformador 78 de modo que el par de aislantes elásticos 82 emparedan el transformador 78.

Recordando la descripción de las figuras 8 y 9, se podrá apreciar que los elementos de circuito 84 pueden incluir dichos elementos como el aparato! análogo térmico 136, y el relevador 132.

Alternativamente, recordando la figura 10, un cronómetro de cuenta descendente puede ser incluido en los elementos de circuito 84.

ESirai Extendiéndose centralmente de los pasajes 78 y desde la pared del extremo 68a al elemento de cierre 74, se encuentra una varilla estrecha 86. Esta varilla estrecha 86 es asegurada por un par de tornillos 88, 90, los cuales se enganchan de manera roscable cada uno en las perforaciones respectivas que se extienden axialmente definidas por la varilla 86, de modo que el elemento de cierre, así como los contenidos del elemento de circuito del controlador 58, son retenidos en el alojamiento 58' incluyendo una porción del alojamiento en forma de taza 68. La varilla estrecha 86 y los tornillos 88 mantienen la pila de componentes descritos inmediatamente arriba en compresión, mientras que el par de aislantes elásticos 82 proporcionan las variaciones de manufactura en la dimensión axial del transformador 78 de modo que es fija la distancia entre el elemento de cierre 74 y la cara superior del receptáculo 64. Nuevamente, es más preferido que la porción del alojamiento 68 y el elemento de cierre 74 sean formados, posiblemente mediante moldeado, de cada uno en un lugar integral del material del polímero. El material de polímero para ser utilizado por las porciones del alojamiento 68? y 74, se encuentra bien dentro de la técnica, y aquellos expertos en la técnica pertinente seleccionarán, pero serán ambos resistentes al clima y resistentes al deterioro por medio de la luz ultravioleta (es decir, la luz del sol) en el entorno interrumpido encontrado en la parte superior de la lámpara de la calle. Como se explicó anteriormente, la dimensión axial de los contenidos del alojamiento 68 son fijados (es decir, por la varilla estrecha 86), y el elemento de cierre 74 está acomodado para un encaje por resorte con el elemento eri forma de taza 68, de modo que el controlador 58 sea insertado simplemente junto dentro de la porción del alojamiento 68, y todavía se proporciona una protección excelente contra el clima al circuito dentro del controlador 58. En vista de lo anterior, se puede apreciar que la presente invención no está limitada a los detalles precisos de las modalidades de ejemplo preferidas ilustradas, y descritas anteriormente. En vez de ello la presente invención, pretende estar limitada solamente por el espíritu y alcance de las reivindicaciones adjuntas, dando un completo reconocimiento a los equivalentes.

Claims (20)

1. REIVINDICACIONES 1 . Un aparato de control para iniciar un aparato de carga en un voltaje de línea AC completo, y para la operación sostenida de dicho aparato de carga en el voltaje de operación reducida sin pérdida de la continuidad entre la línea y la carga durante la reducción de voltaje, caracterizado porque el aparato de control enciende por un auto-transformador que tiene un devanado primario que incluye un primer y segundo extremo, y un devanado secundario que tiene un primer y segundo extremos respectivos; estando conectado el devanado primario en su primer extremo a un lado de dicha línea AC y estando conectado en su segundo extremo a un lado de dicho aparato de carga; un contacto SPDT que tiene un primer contacto del interruptor conectado a dicho primer extremo de dicho devanado primario, y un contacto común que se conecta a dicho aparato de carga de modo que cuando dicho primer contacto del interruptor y dicho contacto común son conectados, se acorta dicho devanado primario y dicho aparato de carga recibe el voltaje de la línea completa; incluyendo dicho interruptor SPDT un segundo i contacto del interruptor que se conecta a un primer extremo de dicho devanado secundario, y conectándose un segundo extremo de dicho devanado secundario al otro lado de dicha línea AC y al otro lado de dicho aparato de carga, de modo que cuando dicho segundo interruptor de contacto y dicho contacto común son conectados a dicho devanados primario y secundario, se encuentran en serie a todo lo ancho de dicha línea AC , y dicho aparato de carga recibe un voltaje reducido.
2. 2. El aparato de control tal y como se describe en la reivindicación 1 , el cual incluye además un aparato de intervalo para ocasionar que el interruptor SPDT cambie de la conexión de dicho contacto común cbn dicho primer contacto del interruptor, a la conexión de dicho contacto común a dicho segundo contacto del interruptor al momento del paso de u n intervalo de tiempo después I de la aplicación del voltaje de línea a dicho aparato y carga de control.
3. 3. El aparato de control tal y como se describe en la reivindicación 2 , caracterizado porque dicho aparato de intervalo incluye u n análogo térmico de dicho aparato de carga.
4. 4. El aparato de control tal y como se describe en la reivindicación 3 , caracterizado porque dicho aparato de intervalo efectúa un intervalo de tiempo variable entre la aplicación del voltaje de la l ínea a dicho aparato de control, y la carga y reducción del voltaje aplicado a ija temperatura ambiente al momento q ue se hace dependiente de dicha carga.
5. 5. El aparato de control tal y como se describe en la reivindicación 3, caracterizado porque dicho aparato de intervalo incluye un cronómetro de cuenta descendente.
6. 6. El aparato de control tal y como se describe en la reivindicación 5, caracterizado porque dicho aparato de intervalo efectúa un intervalo de tiempo determinado entre la aplicación del voltaje de línea a dicho aparato de control y la carga y reducción del voltaje aplicado a dicha carga dependiente de un valor de dicho cronómetro de cuenta descendente.
7. 7. El aparato de control tal y como se describe en la reivindicación 1 , caracterizado porque dicho aparato de carga incluye una lámpara de descarga de alta intensidad (H ID).
8. 8. El apaijato de control tal y como se describe en la reivindicación 1 , el cual incluye además un segundo auto-transformador que itambién tiene un devanado primario que incluye un primer y segundos extremos, teniendo también dicho segundo i auto-transformador! un devanado secundario que incluye el primer y segundo extremos , respectivos; siendo conectado dicho devanado primario en su primer extremo a un lado de dicha línea AC y estando conectado en su segundo extremo a un lado de un segundo aparato de carga. un segundo interruptor SPDT que tiene un primer contacto del interruptor que conecta a dicho primer extremo de dicho devanado primario de dicho segundo transformador, y un contacto común que conecta a dicho segundo aparato de carga de modo que cuando dicho primer contacto del interruptor y dicho contacto común son conectados, dicho¡ devanado primario, de dicho segundo auto-transformador es abortado, y dicho segundo aparato de carga recibe un voltaje de línea completo; dicho segundo interruptor SPDT que incluye un segundo contacto del interruptor que se conecta al primer extremo de dicho devanado secundario de dicho segundo auto-transformador, y un segundo extremo de dicho devanado secundario que se conecta al otro lado de dicha línea AC y al otro lado de dicho segundo aparato de carga, de modo que cuando dicho segundo contacto del interruptor y dicho! contacto común de dicho segundo interruptor SPDT son conectados a dichos devanados primarios y secundarios se encuentran en serie a lo ancho de dicha línea AC y dicho segundo aparato de carga recibe un voltaje reducido.
9. 9. El aparato de control tal y como se describe en la reivindicación 8, caracterizado porque dicho aparato incluye una caja que recibe dicho auto-transformador, dicho segundo auto-transformador, dicho interruptor SPDT, y dicho segundo interruptor SPDT; dichos auto-transformadores están acomodados dentro de dicha caja en una relación espaciada, y dichos interruptores SPDT están acomodados de manera similar dentro de la caja en la relación espaciada a lo largo de línea ortogonal que define un receso entre dichos auto-transformadores, transformadores e interruptores SPDT; y están colocados en dicho receso en un aparato análogo térmico el cual repite de una manera substancial una constante de tiempo de calentamiento de dicho aparato de carga y dicho segundo aparato de carga.
10. 10. El aparato de control tal y como se describe en la reivindicación 9, el cual incluye además una masa de aislante térmico recibida en dicho receso, y un elemento de cubierta protectora que se extiende en dicho receso.
11. 1 1 . Un método para efectuar el encendido de una lámpara H I D de voltaje de, línea completo, y para reducir el voltaje de operación de la lámpara H I D para la operación sostenida en un consumo de energíja reducida sin la interrupción de la continuidad entre la línea y la lámpara HI D, caracterizado dicho método por los pasos de: proporcionar un auto-transformador que tiene un devanado primario que incluye primero y segundo extremos, y un devanado secundario que tiene primero y segundo extremos respectivos; conectar dicho devanado primario en su primer extremo a un lado de dicha línea, y conectar dicho devanado primario en su segundo extremo en serie con una unidad de iluminación H I D; proporcionar un interruptor SPDT que tiene un primer contacto de interruptor, y conectar el primer contacto del interruptor con dicho primer extremo de dicho devanado primario, y conectar el contacto común de dicho interruptor SPDT a dicha unidad de iluminación HI D de modo que cuando se conectan dicho primer contacto del interruptor y dicho contacto común, se¡ acorta dicho devanado primario y dicha unidad de iluminación H I D recibe un voltaje de línea completa; y conectar un segundo contacto del interruptor a dicho interruptor SPDT a un primer extremo de dicho devanado secundario, y coctar un segundo extremo de dicho devanado secundario al otro lado de dicha línea y al otro lado de dicha lámpara H I D, de modo que cuando dicho segundo contacto del interruptor y dicho contacto común son conectados, dichos devanados primario y secundario se encuentran en serie cruzando dicha línea, y dicha unidad de iluminación HID recibe un voltaje reducido.
12. 12. El método tal y como se describe en la reivindicación 1 1 , el cual incluye además los pasos de proporcionar un aparato análogo térmico, y aplicar elnergía simultáneamente a dicha lámpara HIDy a dicho aparato análogo térmico, de modo que dicho aparato análogo térmico se calienta de la temperatura ambiente en analogía próxima al calentamiento de la lámpara HID de la temperatura ambiente, y emplea un nivel de temperatura de dicho aparato análogo térmico, para efectuar el ca¡mbio de dicho interruptor SPDT para reducir el voltaje de operación aplicado a dicha lámpara H I D, de modo que cuando se reduzca el voltaje de operación a la lámpara HI D, se pueda alcanzar unai temperatura lo suficientemente alta arriba de la temperatura ambiente para sostener la operación de descarga en voltaje de operación reducida.
13. 13. El método tal y como se describe en la reivindicación 1 1 , el cual incluye además los pasos de proporcionar un cronómetro de cuenta descendente el cual cuenta descendentemente un intervalo de tiempo determinado al momento de que está siendo aplicada la energía a dicho cronómetro, y luego efectúa el cambio de dicho interruptor SPDT para reducir el voltaje de operación proporcionado a dicha lámpara HI D, y aplicar simultáneamente energía a la lámpara HID y a dicho crojnómetro de cuenta descendente de modo que I cuando el cronómetro de cuenta descendente alcanza el final de dicho intervalo de tiempo determinado y efectúa el cambio de dicho interruptor SPDT de voltaje de operación reducida, aplicado a dicha isümai lámpara H I D dicha lámpara H I D, habrá logrado una temperatura lo suficientemente alta arriba de la temperatura ambiente para sostener la operación de descarga en un voltaje de operación reducido.
14. 14. Una unidad de control modular para enchufar para una lámpara de la calle (HI D) de descarga de alta intensidad , caracterizándose dicha unidad de control por: un auto-transformador que tiene un devanado primario que incluye un primer y segundo extremos, y un devanado secundario que tiene el primer y segundo extremos respectivos, estando conectado el devanado primario en su primer extremo a una fuente de energ ía AC, y en su segundo extremo a un lado de la lámpara de la calle H I D; un interruptor SPDT que tiene un primer contacto del interruptor conectado a dicho primer extremo de dicho devanado primario, y un contacto común que se conecta a un lado ¡de dicha lámpara de la calle HI D de modo que cuando dicho primer contacto del interruptor y dicho contacto común están conectados, dicho devanado primario se acortado y dicha lámpara de calle HI D reciba un voltaje de línea completo; dicho interruptor SPDT incluye un segundo contacto de interruptor conectado a un primer extremo de dicho devanado secundario, y a un segundo extremo de dicho devanado secundario que conecta a dicha fuente de energía AC y al otro lado de dicha lámpara de la calle HI D, de modo que cuando el contacto de dicho segundo interruptor y dicho contacto comiún son conectados, y los devanados primario y secundario están en serie cruzando dicha fuente de energía AC y dicha lámpara de < la calle H I D reciba un voltaje reducido sin interrupción del flujo de corriente a la lámpara de la calle HID.
15. 15. La unidad de control modular para enchufar tal y como se describe en la reivindicación 14, la cual incluye además un alojamiento alargado que presenta una clavija macho en un extremo y un receptáculo hembra complementario en un extremo opuesto, estando configurada la clavija macho para insertarse dentro de un receptáculo del sensor de luz de dicha lámpara de la calle, y recibiendo dicho receptáculo complementario un sensor de luz de un control de dicha lámpara de la calle.
16. 16. La unidad de control modular para enchufar tal y como se describe en la reivindicación 15, en donde dicho auto-transformador es de configuración de torreta para encajar dentro de un alojamiento alargado entre la dicha clavija macho y dicho receptáculo hembra.
17. 17. La unidad de control modular para enchufar tal y como se describe en la reivindicación 16, caracterizada porque el auto-transformador de torreta proporciona una abertura central a través de la cual es recibido un elemento estructural de dicho alojamiento de la unidad de control.
18. 18. La unidad de control modular para enchufar tal y como se describe en la reivindicación 17, caracterizado porque dicho alojamiento incluye una porción de alojamiento en forma de taza invertida que define hacia arriba aberturas para un receptáculo hembra, y una abertura que se define hacia abajo dentro de la cual es recibido un elemento de cierre portador de dientes macho de la clavija eléctrica complementaria a dicho receptáculo hembra.
19. 19. Para utilizarse en combinación con una lámpara de la calle que tiene una estructura de la lámpara con un receptáculo que recibe un sensor de luz ambiente para activar automáticamente la lámpara de la calle al momento de la reducción en la luz ambiente, un aparato de reducción de voltaje modular configurado para ser interpuesto entre el sensor de luz y la estructura de la lámpara, y dicho aparato de reducción de voltaje modular caracterizado por: un receptáculo para recibir dicho sensor de luz, una clavija para conectar dicho aparato de reducción de voltaje modular a dicho receptáculo de la estructura de la lámpara; y un circuito de control de voltaje para encender dicha lámpara de la calle en un voltaje de línea completa, y para sostener la operación de la lámpara de la calle en un voltaje reducido sin la interrupción del flujo de corriente a dicha estructura de la lámpara.
20. 20. El aparato de reducción de voltaje modular tal y como se describe en la reivindicación 19, caracterizado porque el circuito de control de voltaje incluye un auto-transformador que tiene un devanado primario que incluye un primer y segundo extremos, y un devanado secundario que tiene el primer y segundo extremos respectivos, siendo conectado dicho devanado primario en su primer extremo a un lado de dicha línea AC y en su segundo extremo siendo conectado a un lado de dicho aparato de carga; un interruptor SPDT que tiene un primer contacto del interruptor que conecta a dicho primer extremo y dicho devanado primario, y un contacto común que conecta a dicho aparato de carga de modo que cuando dicho primer iap&m contacto del interruptor y dicho contacto común son conectados, dicho devanado primario es acortado y dicho aparato de carga recibe un voltaje de línea completa; dicho interruptor SPDT incluyendo un segundo contacto del interruptor conectado a un primer extremo de dicho devanado secundario, y un segundo extremo de dicho devanado secundario conectado al otro lado de dicha línea AC y al otro lado de dicho aparato de carga, de modo que cuando dicho segundo contacto del interruptor y dicho contacto común están conectados a dichos devanados primario y secundario se encuentran en serie a cruzando la línea AC y dicho aparato de carga recibe el voltaje reducido. RESUM EN Un aparato y método mejorados para el control de iluminación de descarga , tal como iluminación DAI (descarga de alta densidad) , los efectos del encendido de la iluminación de voltaje completo y la operación sostenida de la iluminación en un voltaje reducido después de u na fase o intervalo de encendido seleccionado y variable. El aparato incluye un auto transformador (28 y 30) que tiene un devanado primario y un devanado secundario . El devanado primario siempre se encuentra en serie con la carga, pero puede ser cortado para conectar el voltaje de la línea completa desde la línea a la carga . Cuando el devanado primario no es acortado, el devanado secu ndario es conectado también a la carga , de modo que se proporciona voltaje reducido para la carga . U n aparato térmico análogo (36) simula la constante de tiempo de calentamiento de la unidad de iluminación DAI , de modo q ue la reducción en el voltaje de operación de la unidad de iluminación DAI es efectuada solamente después de que esta unidad de iluminación ha logrado u na temperatu ra suficientemente alta para sostener la operación en un voltaje de operación reducido.