MX2010010912A - Sistema de distribucion de corriente directa. - Google Patents

Sistema de distribucion de corriente directa.

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Abstract

Un sistema de energía de corriente directa de acuerdo a una modalidad no limitativa incluye una fuente de energía de corriente directa (40) operable para distribuir un voltaje de corriente directa a través de por lo menos una estructura, y por lo menos un controlador (16) operable para acoplar selectivamente una carga de corriente directa (18) al voltaje de corriente directa en respuesta a una sefal inalámbrica proveniente de un interruptor de captación de energía.

Description

SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN DE CORRIENTE DIRECTA CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta aplicación se refiere a los sistemas de distribución de energía, y más particularmente a un sistema de distribución de corriente directa ("CD").
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los sistemas eléctricos para edificios, tales como edificios residenciales, son diseñados para corriente alterna ("CA") y cargas de CA. Algunas cargas, sin embargo, tales como diodos de emisión de luz ("LEDs" por sus siglas en inglés) pueden requerir que opere la CD . Hay soluciones existentes de iluminación LED que han incorporado una cantidad substancial de electrónica en una lámpara LED para convertir CA a CD para dar energía a la lámpara LED. Otras cargas de CD requieren adaptadores de CA enchufados en tomas eléctricas que realicen la conversión de CA a CD.
BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION Un sistema de energía CD, de acuerdo con una modalidad no limitativa, incluye una fuente de energía CD operable para distribuir un voltaje de CD a lo largo de por lo menos un entorno, y por lo menos un controlador operable para acoplar selectivamente una carga CD al voltaje CD en respuesta a una señal inalámbrica proveniente de un interruptor de captación de energía.
Un sistema de iluminación CD, de acuerdo con un una modalidad no limitativa, incluye una fuente de energía CD operable para distribuir un voltaje de CD a lo largo de por lo menos un entorno, y por lo menos un controlador operable para acoplar selectivamente una fuente de iluminación CD al voltaje CD en respuesta a una señal de control.
Un método para controlar la energía eléctrica en un entorno que incluye convertir un voltaje CA a un primer voltaje CD, distribuyendo el voltaje CD en un entorno, convirtiendo el primer voltaje CD en un segundo voltaje CD, y selectivamente acoplar una carga CD al segundo voltaje CD en respuesta a una señal de control.
Estas y otras funciones de la presente invención se pueden entender mejor a partir de las siguientes especificaciones y dibujos, lo siguiente es una descripción breve de estos últimos.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 ilustra esquemáticamente un primer sistema de distribución de bajo voltaje de CD.
La figura 2 ilustra esquemáticamente un segundo sistema de distribución CD.
La figura 3 ilustra esquemáticamente un tercer sistema de distribución CD.
La figura 4 ilustra esquemáticamente un cuarto sistema de distribución CD.
La figura 5 ilustra esquemáticamente un quinto sistema de distribución CD .
La figura 6a ilustra esquemáticamente una primera aplicación de interruptor inalámbrico.
La figura 6b ilustra esquemáticamente una segunda aplicación de interruptor inalámbrico.
La figura 7 ilustra esquemáticamente el uso del sistema de la figura 1 a través de un edificio.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS PRESENTACIONES Las figuras 1-5 ilustran esquemáticamente la pluralidad de los sistemas de distribución CD lOa-e. La figura 1 ilustra esquemáticamente un primer sistema de distribución CD 10a que incluye una fuente de energía CA 12 y un convertidor de energía 14 acoplado a la fuente de energía CA 12. El convertidor de energía 14 es operable para convertir una entrada de voltaje CA de una fuente de energía CA 12 a un voltaje CD.
A lo largo de esta aplicación se ilustra un ejemplo de voltaje de entrada CA de 120 voltios de CA (VAC por sus siglas en inglés) . Sin embargo, se entiende que se pueden usar otros voltajes de entrada CA. Por ejemplo, 220 VAC es comúnmente usado en Europa, y puede ser usado con cualquiera de los sistemas revelados lOa-e. El convertidor de energía 14 suministra de energía a través de por lo menos una estructura (ver p.ej. Fig. 7) por varias líneas de energía 26 a varios controladores 16a-c.
Cada controlador 16 está acoplado a por lo menos una carga CD 18 a través de líneas de energía 28. En un ejemplo las cargas CD 18 incluyen cargas de iluminación (p.ej. luminarias que tienen LEDs) . Por supuesto que se pueden usar otras cargas de iluminación CD, y otras cargas sin iluminación CD . Además, aunque la figura 1 ilustra una carga simple 18 acoplada a cada controlador 16, se entiende que el controlador 16 puede ser un controlador multi-canal, y que se pueden acoplar otras cantidades de carga 18 a cada controlador 16 (ver, p.ej., Fig. 6a-b) . En un ejemplo, cada uno de los controladores 16a-c son operables para recibir comandos de señal inalámbrica de un interruptor de captación de energía 32 (ver figuras 6a-b) .
La figura 2 ilustra esquemáticamente un segundo sistema de distribución CD 10b. En lugar de un convertidor de energía simple 14 como en el sistema 10a de la figura 1, el sistema 10b incluye varios convertidores de energía 20a-c. En el contexto de una estructura (p.ej. un edificio), el voltaje CA puede ser distribuido a lo largo de las líneas de energía 25. Varios de los convertidores de energía 20a-c son operables para convertir el voltaje de CA a voltaje de CD, y para distribuir el voltaje CD a lo largo de las líneas de energía 26 a los controladores 16. Los controladores 16a-c son operables para distribuir el voltaje CD a través de las líneas de energía 28 a las cargas 18a-c.
La figura 3 ilustra esquemáticamente un tercer sistema de distribución CD 10c que incluye un primer convertidor de energía 22 y varios segundos convertidores de energía 24a-c acoplados al primer convertidor de energía 22. El primer convertidor de energía 22 es operable para convertir una entrada de voltaje CA que proviene de una fuente de energía CA 12 en un primer voltaje CD, el cual es distribuido a través de las líneas de energía 25. Aunque la figura 3 ilustra el primer voltaje CD siendo de 40 voltios de CD (VDC por sus siglas en inglés) , se entiende que se pueden usar otros voltajes de CD . La pluralidad de segundos convertidores de energía 24a-c son operables para convertir el primer voltaje de CD a un segundo voltaje de CD que es mayor o menor que el primer voltaje de CD . El segundo voltaje de CD se distribuye a lo largo de las líneas de energía 26 hacia los controladores 16a-c. Los controladores 16a-c son operables para distribuir el segundo voltaje de CD a través de las líneas de energía 28 a las cargas 18a-c.
La figura 4 ilustra esquemáticamente un cuarto sistema de distribución CD lOd que incluye una fuente de energía CD 40, operable para distribuir un primer voltaje CD a través de las líneas de energía 25. La fuente de energía 40 puede incluir, por ejemplo, una fuente de energía solar, un montón de baterías o varios montones de baterías, o un generador eléctrico. Varios convertidores de reducción de CD 42a-c son operables para convertir el primer voltaje de CD de la fuente de energía de CD 40 a un segundo voltaje de CD que es menor que el primer voltaje de CD, para distribuir a través de las líneas de energía 26. Los controladores 16a-c son operables para distribuir un segundo voltaje de CD a través de las líneas de energía 28 a las cargas 18a-c. Por supuesto, los convertidores de reducción de CD 42a-c pueden ser también convertidores de aumento de CD y el segundo voltaje de CD podría ser mayor que el primer voltaje de CD.
La figura 5 ilustra esquemáticamente un quinto sistema de distribución de CD lOe que incluye un primer convertidor de energía 23 y varios segundos convertidores de energía 41a-c acoplados al primer convertidor de energía 23. El primer convertidor de energía 23 es operable para convertir un primer voltaje de entrada de CA proveniente de una fuente de energía CA 12 en un segundo voltaje de CA que es mayor o menor que el primer voltaje de CA. El segundo voltaje de CA se distribuye a través de las líneas de energía 25. La pluralidad de los segundos convertidores de energía 41a-c son operables para convertir el segundo voltaje de CA a un voltaje de CD. El voltaje de CD se distribuye a través de las líneas de energía 26 a los controladores 16a-c, los cuales son operables para distribuir el voltaje CD a través de las líneas de energía 28 a las cargas 18a-c.
La figura 6a ilustra esquemáticamente un ejemplo de una primera aplicación de interruptor inalámbrico 30a. Un interruptor de captación de energía 32a es operable para transmitir señales inalámbricas a un receptor 34, el cual está asociado con el controlador 16. Sin embargo, se entiende que el receptor no necesita ser incluido con el controlador, y puede ser externo al controlador 16. Además, se entiende que el controlador 16 puede actuar como alojamiento para un convertidor de energía (p.ej. convertidor de energía 20, 24, etc . ) .
El controlador 16 acopla selectivamente una carga 36a-c a una fuente de energía 38 en respuesta a señales inalámbricas enviadas de un interruptor 32a hacia el receptor 34. La carga 36a es una carga de iluminación acoplada a un primer canal del controlador 16, la carga 36b es una carga de iluminación acoplada a un segundo canal del controlador 16, y la carga 36c está acoplada a un tercer canal del controlador 16. Tal como en los otros ejemplos, es posible que el controlador 16 pueda acoplarse a más o menos de tres artículos. Hay disponible un interruptor de captación de energía de Verve Living Systems Product No. X3100, y hay un controlador disponible de Verve Living Systems Product No. X2110. Sin embargo, se entiende que podría no ser necesario que se usaran este interruptor y controlador en específico. Por ejemplo, el interruptor de captación de energía 32a puede corresponder a un sensor de movimiento que pueda operarse para encender o apagar las cargas de iluminación 36a-b.
La figura 6b ilustra esquemáticamente un ejemplo de una segunda aplicación de interruptor inalámbrico 30b, en el cual varias cargas 43a-d se conectan en paralelo a un primer canal del controlador 16', varias cargas 44a-b se conectan en paralelo a un segundo canal del controlador 16', y varias cargas 46a-c se conectan en paralelo a un tercer canal del controlador 16' . En este ejemplo, las cargas 43a-d, 44a-b, y 46a-c son dirigibles, llamadas "cargas inteligentes" capaces de tener comunicación de dos vías con el receptor 34' . Tal funcionalidad dirigible permite que múltiples cargas sean controladas individualmente tales como las cargas 43a-d mientras están conectadas a un canal sencillo del receptor 16'. Como un ejemplo, el controlador 16' se comunica con las cargas 43, 44, 46 usando una señal portadora de línea de energía de CD .
Los sistemas lOa-d de la figura 1-4 son aplicables a una pluralidad de entornos, tales como estructuras (p.ej., edificios residenciales, comerciales, e industriales) o espacios al aire libre. La figura 7 ilustra esquemáticamente un edificio residencial 100 que incorpora una pluralidad de los controladores 16 según lo expuesto en la figura 1, acoplados a la pluralidad de cargas de CD 18. Una fuente de energía eléctrica 102 suministra de energía a través de una pluralidad de líneas de líneas de energía 26 a una pluralidad de controladores 16. La fuente de energía eléctrica 102 puede corresponder a la fuente de energía de CA 12 y al convertidor de energía 14 colectivamente (ver figura 1) , a la fuente de energía de CA 12 por su propia cuenta (ver figura 2) , a la fuente de energía de CA 12 y el primer convertidor de CD 22 colectivamente (ver figura 3) , a la fuente de energía de CD 40 (ver figura 4) , o a la fuente de energía de CA 12 y el convertidor de energía 23 (ver figura 5) , por ejemplo.
El edificio 100 también incluye un convertidor de energía 104, que puede corresponder a uno de los convertidores de energía 20 del sistema 10b (ver figura 2) , a uno de los convertidores de energía 24 del sistema 10c (ver figura 3), a uno de los convertidores de reducción de CD 42 del sistema lOd (ver figura 4) , o a uno de los convertidores de energía 41 (ver figura 5), por ejemplo. Como se muestra en la figura 6, es posible colocar el convertidor de energía 104 en una posición central en el edificio 100.
Cada uno de los controladores 16 se expone para tener líneas de energía 28 comunicando con varias cargas CD 18, algunos o todos de los cuales pueden corresponder a luminarias que incluyan LEDs . Si las cargas CD 18 incluyen luces LED, el uso de sistemas lOa-e permiten que un individuo provea económicamente de energía de CD a las luces de LED en el edificio residencial mientras se evita el uso de luces LED caras que tienen electrónica de conversión de energía incorporada. Desde luego, como se describió anteriormente, se pueden usar otras cargas de CD . Así, se puede ver que la fuente de energía eléctrica (opcionalmente en conjunto con el convertidor de energía 104) distribuye un voltaje de CD en toda la primera porción del entorno del edificio 100, y los controladores 16 distribuyen un voltaje de CD en toda la segunda porción del entorno del edificio 100.
Se pueden acoplar recipientes a los controladores 16, los cuales pueden permitir que un individuo evite el tener que usar adaptadores de CA para proporcionar CD a los artículos electrónicos. Además, también se pueden usar recipientes de "enchufe inteligente" operables para convertir CD a CA de tal manera que solamente se necesite cableado de CD en la estructura 100.
A pesar de que las modalidades de esta invención han sido divulgadas, una persona con habilidades ordinarias en la técnica, reconocería que ciertas modificaciones serían evidentes de acuerdo con el alcance de la presente invención. Por esta razón, las siguientes reivindicaciones deben ser estudiadas para determinar el verdadero alcance y contenido de esta invención.

Claims (12)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la presente invención, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES
1. Un sistema de energía de corriente directa, que comprende : una fuente de energía de CD operable para proporcionar un voltaje de CD; una pluralidad de cargas de CD individualmente controlables localizadas en múltiples espacios de por lo menos una estructura; un primer controlador que es operable para acoplar selectivamente una primera porción de la pluralidad de las cargas de CD, individualmente controlables, al voltaje de CD; y un segundo controlador que es operable para acoplar selectivamente una segunda porción de la pluralidad de las cargas de CD, individualmente controlables, al voltaje de CD, en donde la fuente de energía de CD y los primeros y segundos controladores distribuyen colectivamente el voltaje de CD en todos los múltiples espacios de por lo menos una estructura, en donde los primeros y segundos controladores responden a señales inalámbricas provenientes de uno o más interruptores de captación de energía que controlan las cargas de CD que son individualmente controlables.
2. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en donde al menos una de las cargas de CD individualmente controlables incluye una luminaria con al menos un diodo emisor de luz.
3. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la estructura incluye por lo menos un edificio.
4. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la fuente de energía de CD incluye al menos uno de una batería y un generador.
5. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la fuente de energía de CD incluye una fuente de energía de CA y por lo menos un convertidor de energía operable para convertir un voltaje de una fuente de energía de CA en un voltaje de CD.
6. El sistema de acuerdo con la reivindicación 5, en donde dicho al menos un convertidor de energía comprende: al menos un primer convertidor de energía operable para convertir un voltaje de una fuente de energía de CA en un primer voltaje de CD, y operable para distribuir el primer voltaje de CD a través de por lo menos uno de los múltiples espacios de al menos una estructura; y al menos un segundo convertidor de energía acoplado al primer convertidor de energía y operable para convertir el primer voltaje de CD a un segundo voltaje de CD, y operable para distribuir el segundo voltaje de CD a través de por lo menos uno de los múltiples espacios de al menos una estructura a la carga de CD, en donde el segundo voltaje de CD es mayor o menor que el primer voltaje de CD.
7. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la fuente de energía de CD incluye: una fuente de energía de CA que tenga un primer voltaje de CA; por lo menos un primer convertidor de energía acoplado a la fuente de energía de CA y operable para convertir el primer voltaje de CA en un segundo voltaje de CA que es mayor o menor que el primer voltaje de CA; y por lo menos un segundo convertidor de energía operable para convertir el segundo voltaje de CA en un voltaje de CD, y operable para distribuir el voltaje de CD a través de por lo menos uno de los múltiples espacios de al menos una estructura a la carga de CD.
8. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende : al menos un convertidor de energía operable para convertir el voltaje de CD de una fuente de energía de CD en un segundo voltaje de CD que es mayor o menor que el voltaje de CD de la fuente de energía de CD, en donde el voltaje de CD de la fuente de energía de CD se distribuye en toda una primera porción de por lo menos una estructura, y el segundo voltaje de CD se distribuye en toda la segunda porción de por lo menos una estructura.
9. Un método para controlar la energía eléctrica en por lo menos una estructura que comprende: convertir un voltaje de CA en un primer voltaje de CD; convertir el primer voltaje de CD en un segundo voltaje de CD; distribuir el primer voltaje de CD y el segundo voltaje de CD a través de los múltiples espacios de por lo menos una estructura; y acoplar selectivamente por lo menos una carga de CD individualmente controlable a un segundo voltaje de CD en respuesta a una señal inalámbrica de uno o más interruptores de captación de energía.
10. El método de acuerdo con la reivindicación 9, en donde la carga de CD incluye una luminaria que tiene por lo menos un diodo emisor de luz.
11. El sistema de acuerdo con la reivindicación 9, en donde cada uno del primer controlador y segundo controlador incluye una pluralidad de canales de control de energía.
12. El sistema de acuerdo con la reivindicación 11, en donde cada uno de los varios de los canales de control de energía son operables para controlar la energía a una de las cargas individualmente controlables.
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