BRPI0613239A2

BRPI0613239A2 - fonte de energia; dispositivo de controle remoto para uma carga elétrica e método para gerar uma voltagem ac em um dispositivo de controle remoto

Info

Publication number: BRPI0613239A2
Application number: BRPI0613239-1A
Authority: BR
Inventors: Aaron Dobbins; Russel Weightman; David J Perreault; James P Steiner; Chen Ming Wu
Original assignee: Lutron Electronics Co
Priority date: 2005-06-06
Filing date: 2006-06-06
Publication date: 2012-12-04
Also published as: US7423413B2; CA2620958C; MX2007015385A; US20080246451A1; CA2620958A1; WO2006133173A1; CN101218730A; US20060273775A1; CN101218730B; EP1897202A1; JP2008546369A; US7564227B2

Abstract

FONTE DE ENERGIA; DISPOSITIVO DE CONTROLE REMOTO PARA UMA CARGA ELéTRICA E MéTODO PARA GERAR UMA VOLTAGEM AC EM UM DISPOSITIVO DE CONTROLE REMOTO. Uma fonte de energia para um dispositivo de controle de carga é disposto em série com uma fonte de voltagem AC, e uma carga gerando uma substancial voltagem DC para energizar um controlador do dispositivo de controle de carga. A fonte de energia é operada para prover substancialmente toda a voltagem provida pela fonte de voltagem AC à carga e inclui um dispositivo condutivo controlado, um dispositivo de disparo, e um circuito de carregamento. O circuito de carregamento é operado para carregar um dispositivo de armazenamento de energia e para conduzir corrente à carga quando o dispositivo codutivo controlado for não condutivo. O dispositivo condutivo controlado inicia a condução da completa corrente de carga quando o dispositivo de armazenamento de energia tiver sido carregado à uma predeterminada quantidade de energia. Antes do dispositivo condutivo controlado iniciar a condução, somente uma mínima voltagem, que é substancialmente a mesma da voltagem interrompida no circuito de disparo, desenvolvido através da fonte de energia para permitir o dispositivo de armazenamento de energia poder estar habilitado para carregar.

Description

"FONTE DE ENERGIA; DISPOSITIVO DE CONTROLE REMOTO PARA UMA CARGA ELÉTRICA E MÉTODO PARA GERAR UMA VOLTAGEM AC EM UM DISPOSITIVO DE CONTROLE REMOTO"

Este pedido reivindica prioridade do Pedido de Patente Provisional Norte- Americano No. 60/678.691 requerido em 06 de junho de 2005, e do Pedido de Patente Provisional Norte-Americano No. 60/738.083 de 18 de novembro de 2005, ambos tendo o mesmo título da presente invenção, e sendo incorporados à presente por referência. A presente invenção refere-se à um aparelho para independentemente controlar um motor, por exemplo, um motor de ventoinha, juntamente com um fonte de iluminação contidos na mesma caixa do motor da ventoinha ou acoplada ao motor da ventoinha. Mais especificamente, a invenção relata uma fonte de energia para um dispositivo de controie remoto para prover individual controie da fonte de iluminação e do motor da ventoinha. É freqüentemente desejável incluir uma lâmpada na mesma caixa do motor da ventoinha. Uma vez que a lâmpada e o motor da ventoinha são freqüentemente instalados em paralelo, a lâmpada e o motor da ventoinha são geralmente controlador juntamente a partir de um interruptor posicionado remotamente a partir da lâmpada e do motor da ventoinha. A Figura 1A mostra um sistema de controle de luz e do motor de ventoinha conhecido pelo estado da técnica. O sistema 10 inclui um interruptor mantido 12 acopiado entre uma fonte de voltagem alternativa (AC) 14 e duas cargas: um motor de ventoinha 16 e uma carga de iluminação 18. O motor da ventoinha 16 e a carga de iluminação 18 são conectados ern paraieio de modo que quando o interruptor 12 estiver fechado, o motor cía ventoinha 16 e a carga de iluminação 18 ambos estarão ligados, e quando o interruptor 12 estiver aberto o motor da ventoinha e a carga de iluminação ambos estarão desligados. Há também vários esquemas para independente controle de um motor de ventoinha, bem como de uma carga de iluminação a partir de uma remota posição como um ponto de parede. A Figura 1B mostra um sistema de controle de luz e de motor de ventoinha 20, tendo uma luz dual e um controle de velocidade da ventoinha acoplado à fonte de voltagem AC 14. A luz dual ε o controie da velocidade da ventoinha 22 tem duas saídas: a primeira saída acoplada ao motor aa ventoinha 16 e a segunda saída acoplada á carga de iluminação 18, de modo a permitir o independente controle das cargas. Além disso, a luz dual e o controle da velocidade da ventoinha 22 inclui um circuito de velocidade da ventoinha para ajustar a velocidade na qual o motor da ventoinha 16 retorna e um circuito redutor da intensidade de iluminação (dimmer) para mudar a intensidade da carga de iluminação 18. A luz dual e o controle da velocidade da ventoinha 22 são freqüentemente montados uma caixa na parede padrão incluindo uma interface do usuário para permitir o usuário separadamente controlar a carga de iluminação e o motor da ventoinha. Entretanto, a luz dual e o controle da velocidade da ventoinha 22 requerem dois separados fios/cabos para serem conectados entre o controle e as cargas, ou seja, a carga de iluminação 18 e o motor da ventoinha 16. Se essas duas conexões não forem providas entre a caixa da parede e a estrutura contendo a lâmpada e o motor da ventoinha, independente controle da carga de iluminação e do motor da ventoinha não serão possíveis. Além disso, no sistema 20 da Figura 1B, será somente possível ter uma luz dual e um controle de velocidade da ventoinha 22, e assim, somente uma interface do usuário para permitir o ajuste da intensidade da luz da velocidade da ventoinha. O controle do motor da ventoinha e da carga de iluminação a partir de mais do que urna posição não é possível nesse sistema. Assim, será desejável prover u meio confiável para independentemente controlar a partir de uma remota posição um motor de ventoinha e uma carga de iluminação que são posicionados na mesma estrutura. Uma vez que o consumidor design localizar o motor da ventoinha e a anexada lâmpada em uma posição previamente ocupada por somente uma lâmpada controlada por um interruptor de parede padrão de único pólo e único envio, será desejável estar habilitado para controlar o motor da ventoinha bem com a iâmpada anexa independentemente, usando um dispositivo de controle bifásico. Um dispositivo de controle bifásico é um dispositivo de controle que tem somente duas conexões elétricas (uma conexão para a fonte de voltagem AC e a outra conexão para a estrutura contendo a iâmpada e o motor da ventoinha) e não tendo uma conexão neutra. Como mostrado na Figura 1A, este tipo de sistema tipicamente somente inclui um interruptor em conexão elétrica em série entre a fonte de voltagem AC a lâmpada/ventoinha e nenhuma conexão neutra é viabilizada na caixa de parede onde o interruptor é alojado. Uma vez que é desejável controlar o motor da ventoinha e a lâmpada independentemente, usando a instalação elétrica da edificação existente, será necessário desenvolver um meio de modo a permitir o independente controle sobre a instalação elétrica da edificação consistindo de um único par de fios conectando o remoto ponto de parede para o aparelho da lâmpada/ventoinha, Uma vez que um remoto ponto de parede preferiveimente inclui um micro-controlador para receber as entradas de uma interface do usuário e para se comunicar com o dispositivo de controle de carga na estrutura da carga de iluminação e do motor da ventoinha. Para energizar o micro-controlador com uma substancial voltagem de corrente direta (DC), o ponto de parede deverá ainda incluir uma fonte de energia DC. Assim, existe a necessidade para um fonte de energia para um dispositivo de controle de carga bifásico que passe o máximo de voltagem da fonte de voltagem AC para as cargas (ou outro dispositivo de controle de carga) quanto possível derivando a mínima quantidade de energia da fonte de voltagem AC para energizar um micro-controlador e outro circuito de baixa voltagem. A presente invenção provê uma fonte de energia disposta em série com uma carga AC para carregar um dispositivo de armazenamento de energia a partir de uma fonte de voltagem AC de uma fonte de energia. A fonte de energia compreende um dispositivo condutivo controlado, um circuito de disparo e um circuito de carregamento. O dispositivo condutivo controlado é adaptado para conduzir uma corrente de carga a partir da toníe de energia AC à carga quando o dispositivo condutivo controlado for condutivo. O circuito de disparo é operado para ter o dispositivo condutivo controlado tornar-se condutivo. O circuito de carregamento é operado para carregar o dispositivo de armazenamento de energia durante um período de tempo antes que o dispositivo condutivo controlado se tomar condutivo. O circuito de carregamento impõe uma queda de baixa voltagem relativa ao pico da voltagem AC de modo que substancialmente toda a voltagem AC seja viabilizada à carga durante o tempo em que o dispositivo condutivo controlado não for condutivo. O circuito de disparo é operado para causar o dispositivo condutivo controlado se tornar condutivo quando o dispositivo de armazenamento de energia tenha sido carregado à uma predeterminada quantidade ae energia. A presente invenção ainda provê uma fonte de energia adaptada para ser disposta em conexão elétrica em série entre uma carga elétrica e uma fonte de voltagem AC e operada para gerar uma voltagem DC. A fonte de energia compreende um dispositivo condutivo controlado tendo uma entrada de controle, um circuito de disparo e um circuito de carregamento. O dispositivo condutivo controlado é adaptado para conduzir uma corrente de carga a partir do fonte de voitagem AC à carga elétrica quando o dispositivo condutivo controlado for condutivo. O circuito de disparo é acoplado à entrada de controle do dispositivo condutivo controlado para que o dispositivo condutivo controlável venha a se tornar condutivo, O circuito de carregamento é operado para carregar um condensador de armazenamento de energia quando o dispositivo condutivo controlado for não condutivo de modo que a voitagem DC venha a ser produzida através do condensador de armazenamento de energia. O circuito de carregamento impõe uma queda da baixa voitagem para o valor do pico de uma voiiagem AC da fonte de voitagem AC de modo que substancialmente toda a voitagem AC seja viabilizada á carga durante o tempo em que o dispositivo condutivo controlado não for condutivo. O circuito de carregamento é operado para paralisar o carregamento do condensador de armazenamento de energia quando o dispositivo condutivo controlado for condutivo. O circuito de disparo é operado parra causar o dispositivo condutivo controlado se tornar condutivo em resposta à voitagem AC de modo a efetivar o condensador de armazenamento de energia a vir carregar. De acordo com outro aspecto da presente invenção, um dispositivo de controle remoto para uma carga elétrica é adaptado para se acoplado em conexão elétrica em série entre a carga elétrica e uma fonte de voitagem AC. O controlador é acoplado ao circuito de comunicação para prover a informação de controle ao circuito de comunicação. A fonte de energia è adaptada para ser acopiada para gerar uma voitagem DC para energizar o circuito de comunicação e o controlador. A fonte de energia compreende um circuito de carregamento de urn dispositivo de armazenamento de energia. O circuito de carregamento impõe uma queda de baixa voitagem relativa ao valor do pico de uma voitagem AC para a fonte de voitagem AC de modo que substancialmente toda a voitagem AC seja viabilizada durante o tempo em que o dispositivo de armazenamento de energia estiver sendo carregado. Em adição, a presente invenção ainda provê um método de geração de uma voitagem DC em um dispositivo de controle remoto adaptado e disposto em conexão elétrica em série entre uma fonte de voitagem AC e uma carga, elétrica, O método _ compreende as etapas de: (1) acopiamento de um dispositivo condutivo controlado

em conexão elétrica em série entre a fonte de voltagem AC e a carga elétrica, o dispositivo condutivo controlado tendo uma entrada de controle; (2) carregamento de um dispositivo de armazenamento de energia através de um circuito de carregamento quando o dispositivo condutivo controlado for não condutivo; (3) retribuição do dispositivo condutivo controlado em resposta à etapa de carregamento do dispositivo de armazenamento de energia; e (4) paralisação do carregamento do dispositivo de armazenamento de energia em resposta à etapa de retribuição do dispositivo condutivo controlado quando condutivo, O circuito de carregamento impõe uma queda de baixa voltagem ao valor do pico da voltagem Ac de modo que substancialmente toda a voltagem AC seja viabilizada â carga durante o tempo que o dispositivo condutivo controlado for não condutivo. Outras vantagens e características da invenção se tornarão aparentes a partir da seguinte detalhada descrição dos desenhos em anexo, apresentados em caráter e>.emplificativo e não limitativo, nos quais:

- A Figura 1A é um simplificado diagrama de bloco de um sistema de controle de luz e de motor de ventoinha conhecido pelo estado da técnica;

- A Figura 1B é um simplificado diagrama de bloco de um sistema de controle de luz e de motor de ventoinha conhecido pelo estado da técnica incluindo uma luz

dual e urn controle de velocidade da ventoinha;

- A Figura 2 é um simplificado diagrama de bloco de um sistema de controle de luzes e de motores de ventoinha de acordo com a presente invenção;

- A Figura 3 é um simplificado diagrama de bloco de urn ponto de parede do sistema da Figura 2;

- A Figura 4A é um simplificado diagrama do circuito de uma fonte de energia do ponto de parede da Figura 3;

- A Figura 4B é um simplificado diagrama do circuito de um circuito de disparo da fonte de energia da Figura 4A ; e

- As Figuras 5A , 5B e 5C mostram as formas de onda demonstrando a operação da fonte de energia da Figura 4A.

O sumário acima descrito, bem como a seguinte descrição das preferidas incorporações, serão melhor entendidas quando lidas em conjunção com os desenhos anexos. Para o propósito de ilustração da invenção, será mostrado nos desenhos uma incorporação que é presentemente preferida, na qual números similares representam similares partes completamente através de várias vistas dos desenhos, mas deverá ser entendido, entretanto que a invenção não estará limitada aos específicos métodos e instrumentação oras reveladas. Como é conhecido no estado da técnica, uma lâmpada e um motor de ventoinha são tipicamente acondicionados no mesmo alojamento. Será desejável para ser habilitado para controlar a lâmpada e um motor de ventoinha independentemente a partir da mesma remota posição, por exemplo, um ponto de parede. Entretanto, os dois" circuitos para controlar a lâmpada e o motor da ventoinha são tipicamente diferentes. A lâmpada poderá ser controlada por uma série de interruptores, tipicamente ao tipo reautor ae intensidade de iluminação tdimmer) de ângulo fase. O motor da ventoinha poderá ser controlado por um interruptor secundário em paralelo com o motor da ventoinha, o qual é revelado no Pedido de Patente Co-Pendente Norte-Americano, com referência do seu Procurador No. 04-1170-'i-P2, requerido no mesmo dia do presente pedido de patente, intitulado MÉTODO E APARELHO PARA CONTROLAR A VELOCIDADE DE UM MOTOR VARIÁVEL SILENCIOSO, cuja integralVevelação é integrada ao presente pedido por referência. Um diagrama de bloco de um sistema 100 para independente controle das luzes e do motor da ventoinha sendo mostrado na Figura 2. Os sistemas incluem uma pluralidade de pontos de parede 104, ou seja, controles remotos, que são conectados em série entre uma fonte de voitagem AC 102 e uma unidade de controle de motor/luz 106. A unidade de controle de motor/luz 106 é operada para controlar ambas a velocidade de um motor de ventoinha e a intensidade de uma carga de iluminação 109. O sistema 100 para independente controie de iuzes e dos motores de ventoinhas é descrito em maiores detalhes no Pedido de Patente Co- Pendente Norte-Americano, cujo número de referência do Perocurador 05-12143-P2, requerido no mesmo dia do presente pedido de patente, intitulado SISTEMA PARA CONTROLAR LUZES E MOTORES, cuja integral revelação é ao presente pedido incorporado, por referência. No sistema 100 da Figura 2, será desejável prover substancialmente a plena voltagem a partir da fonte de voltagem AC 102 para a unidade de contrQle_.de luz/motor Λ 06. pata a operação- do motor da ventoinha 108 e da carga de iluminação 109. Uma vez que os pontos de parede forem acoplados em conexão elétrica em série, será desejável para minimizar a queda da voltagem através de cada ponto de parede 104. Assim, não será desejável desenvolver uma significante voltagem através de cada um dos pontos de parede 104 no sentido de carregar uma fonte de energia interna DC para energizar o circuito de baixa voltagem do ponto de parede. A Figura 3 é um simplificado diagrama de bloco do ponto de parede 104, que inclui uma fonte de energia 110, um controlador 112, uma interface do usuário 114, e um circuito de comunicação 116. A fonte de energia 110 é provida em série entre um primeiro terminal elétrico H1 e um segundo terminal elétrico H2. A fonte de energia 110 provê uma voltagem DCr Vcc. para energizar o controlador 112, a interface do usuário 114, e o circuito de comunicação 116. O controlador 112 έ preferivelmente implementado como um micro-controlador, mas poderá ser qualquer apropriado dispositivo de processamento como um dispositivo lógico programado (PLD), um micro-processador, ou um circuito integrado de específica aplicação (ASIC). A interface do usuário 114 inciui uma pluralidade de botões para receber as entradas de um usuário e uma pluralidade de diodos emitindo luz (LEDs) para prover resposta ao usuário. O controlador 112 aceita as entradas de controle dos botões da interface do usuário 114 e controlam a operação dos LEDs. A interface do usuário 114 poderá ainda incluir uma porta de comunicação sem fio para receber as entradas de um transmissor sem fio, por exemplo, um infra-vermelho (IR) ou controle remoto de freqüência de rádio (RF). O controlador é 112 também acoplado ao circuito de comunicação 116 para a transmissão e recebimento da informação de controle para e da unidade de controle de luz/motor 106 e outros pontos de parede 104 do sistema 100. A informação de controle ê transmitida entre o controlador 112 e o circuito de comunicação 116 por via de um sinaí de dados 117A. O circuito de comunicação 116 transmite e recebe a informação de controle por via de um transformador de comunicação 118 sobre a linha quente, que é acoplada a partir da fonte de voltagem AC por via dos pontos de parede 104 para a unidade de controle de luz/motor 106. O transformador de comunicação 118 tem um embobinamento primário 118A que é conectado em conexão elétrica em série com os terminais H1 e H2 do ponto de parede 104, e um embobinamento secundário 118B que é acoplado ao circuito de comunicação 116. O controlador 112 provê um sinal de controle habilitador de comunicação 117B ao circuito de comunicação 116. Quando o sinal de controle habilitador de comunicação 117b for alto, ou seja, substancialmente o mesmo da volíagem DG, Vcc da fonte de energia 110, o circuito de comunicação é operado para transmitir a informação de controle à unidade de controle de luz/motor 106 e outros pontos de parede 104. O circuito de comunicação 116 retém uma substancial corrente constante, como por exemplo, 12mA, da fonte de energia 110 quando transmitindo a informação de controle. Quando o sinal de controle habilitador de comunicação 117 for baixo, ou seja, substancialmente o mesmo do circuito comum, o circuito de comunicação é inabilitado e retém substancialmente mínima corrente da fonte de energia 110. O ponto de parede 104 ainda compreende uma carga redutora da intensidade de iluminação 119 que ê operada para reter uma substancial corrente constante de uma fonte de energia 110 em resposta ao sinal de controle habilitador de comunicação 117B. A operação da carga redutora 119 será descrita abaixo em maiores detalhes. Voltando à Figura 4A, a fonte de energia 110 do ponto de parede 104 será mostrada em maiores detalhes. A fonte de energia inclui um dispositivo condutivo controlado, como um interruptor semicondutor, por exemplo, um triácido 120. O dispositivo condutivo controlado poderá também ser implementado como um reié ou outro tipo de interruptor semicondutor, como dois transistores de efeito de campo (FETs) em conexão anti-série, ou transistores de junção bipolar de portão isolado (IGBTs). O triácido 120 tem dois terminais de carga principais que são acoplados em série entre os terminais H1 e H2. O triácido 120 é operado para ser seletivamente servido como condutivo dependente na entrada de uma porta (ou seja, uma entrada de controle). O triácido 120 se torna não condutivo quando a corrente através do triácido se torna aproximadamente zero (ou seja, no cruzamento-zero da fonte de volíagem AC). Entretanto, se o interruptor semicondutor for implementado como os dois FETs em conexão anti-série, por exemplo, os FETs são operados para serem seletivamente servidos como não condutivos dependentes da entrada no portão. O portão do triácido 120 é acoplado ao circuito de disparo 122. O circuito de disparo 122 poderá ser implementado como um diácido, um Sidacidoi um interruptor bilateral de silicone (SBS), um ou mais diodos zener, um circuito comparador, ou um circuito transistor. Um circuito resistor-condensador (RC), compreendendo um resistor limitador 124 e um condensador combustível 126, é acoplado através do triácido 120. O circuito de disparo 122 é acoplado em série com o portão do triácido 120 e a junção do resistor 124 e do condensador combustível. O circuito de disparo 122 tem uma interrupção de voltagem, VBo,e conduz corrente para e ao portão do triácido 120 somente quando a voltagem através do condensador combustível 126 exceder a interrupção da voltagem Vbo. O resistor limitador 124 preferivelmente tem uma resistência de 10Ω e o condensador combustível 126 preferivelmente tem uma capacitância de 0.2 pF. A Figura 4B pe um simplificado diagrama esquemático de uma possível implementação do circuito de disparo 122 da fonte de energia 110. O circuito de disparo 122 inclui uma ponte retificadora (compreendendo quatro diodos 140, 142, 144. 146), dois transistores, 150, 152, dois resistores 154, 156. e um diodo zener 158. Quando a voltagem através do circuito de disparo 122 exceder aproximadamente a interrupção da voltagem do diodo zener 153, o diodo zener inicia a corrente de condução. A interrupção da voltagem do diodo zener 158 define a interrupção da voltagem VBr, através do resistor 158 atingindo a requerida voltagem base emissora do transistor 150. Uma voltagem é então produzida através do resistor 154, que causa o transistor 152 iniciar a condução. Isto essencialmente encurta o diodo zener 158 de modo que o diodo zener paralisa a condução e a voltagem através do circuito de disparo 122 caindo à uma substanciai pequena voltagem , ou seja, a soma da queda da voltagem enviada dos dois dos diodos 140,142, 144, 146 cia ponte retificadora, a voltagem emissora da base do transistor 150, e a voltagem de saturação do transistor 152 que é tipicamente no raio de 1.7 volts à 2.5 volcs. Esta operação causa urn pulso de corrente para fluir através do circuito de disparo 122 a partir do condensador combustível126 através do portão do triácido 120. A ponte retificadora compreendendo os diodos 140, 142, 144, 146 permite a corrente fluir através do circuito de disparo 122 em ambos meios ciclos. A fonte de energia 110 também inclui um circuito de carregamento compreendendo uma ponte retificadora 128 tendo dois terminais AC1, AC2 que são conectados através do condensador combustível 126 e dois terminais DC+, DC- que provem a voltagem VCo através do dispositivo de armazenamento de energia, por exemplo, um condensador de armazenamento 130. A voltagem desenvolvida através do condensador de armazenamento 130 prove energia ao controlador 112. O condensador de armazenamento 130 preferivelmente tem uma capacitância de 680pF. Aqui1 o termo "circuito de carregamento" significa um circuito para ter energia para ser armazenada em um dispositivo de armazenamento de energia e não pretendido para ser limitado à um circuito para causar carga elétrica para ser armazenada em um condensador. O resistor limitador 124 limita a corrente de carregamento através da ponte retificadora 128 e o condensador de armazenamento 130. O resistor limitador 124 poderá ser substituído por um circuito curto se a impedância em série com a fonte de energia 110 no sistema 100 for suficiente para limitar o pico de corrente de carga do condensador de armazenamento 130 à uma apropriado nívei. Quando a voitagem através dos terminais ACI, AC2 da ponte retificadora 128, que é também a voltagem através do condensador combustível 126, exceder a interrupção da voltagem Vbo, cio circuito de disparo 122, um portão de corrente flui através do portão do triácido 120 e então o triácido inicia a condução da corrente através dos terminais de carga principais. O condensador combustível 1216 consistentemente provê suficiente carga para produzir o portão de corrente através do portão do triácido 120 quando o circuito de disparo for próprio para a operação da fonte de energia 110, uma vez que o portão da corrente poderá ser retida através do resistor 124Γ e poderá ser omitida. A voltagem DC gerada Vcc tem um uma ondulação, e assim, urn valor máximo (Vcc-max) que estabelecida pela interrupção da voltagem do circuito de disparo 122 e um valor mínimo (Vcc-min) que é dependente da corrente retida pelo controlador 112 entre as vezes cm que o circuito de disparo é interrompido. A interrupção da voltagem Vbo do circuito de disparo 122 é preferivelmente a mesma do desejado máximo valor da voltagem Vcc ma - mais a queda de voltagem enviada V0 dos dois dos diodos na ponte retificadora, ou seja, Vbo=Vcc-Maxj--S-vVd . (Equação 1)

Assim, assumindo que Vd é 0.6 volts, e que a desejada Vcc-max é 5.1, então Vbo é preferivelmente aproximadamente 6.3 volts. Uma vez que a interrupção da voltagem VBo é relativa ao desejado valor máximo da voltagem VCc-ma<: (como mostrado na Equação 1), o circuito de disparo 122 inicia a condução da corrente, e então o triácido 120 inicia a condução da corrente, em resposta à voltagem DC Vcc através do condensador de armazenamento 130 alcançando Vcc-ma-·:· Como um resultado, a voltagem através do triácido 120 cai para uma substancia! baixa voltagem (por exemplo, 1.5 volts). que causa o condensador de armazenamento 130 parar de carregar. De acordo com isso, a fonte de energia 110 exibe um esquema de um esquema de controle de procedimento fechado a partir do tempo em que o condensador de armazenamento 130 paralisa o carregamento sendo dependente da voltagem DC Vee através do condensador de armazenamento. Como o condensador de armazenamento 130 carrega, uma voltagem no ponto de parede Vws, que e igual ao presente valor da voltagem DC Vee da fonte de energia 110, mais a queda de voltagem de dois diodos VD, ou seia.

Vws=Vee+2%, (Equação 2)

desenvolve através dos terminais H1 e H2 por um período de tempo durante cada meio ciclo até a voltagem desenvolvida através do condensador combustível 126 atinja a interrupção da voltagem VBn do circuito de disparo 122 e o triácido 120 inicia a condução. Durante o tempo em que o triácido é não condutivo e a voltagem do ponto de parede Vw? desenvolvida através do condensador de disparo 126 e do ponto de parede 104, a corrente de carga flui através do resistor limitador 124, da ponto retificadora 128, e do condensador de armazenamento 130, que carrega a voltagem Vcc-ma·;. Durante este tempo, o circuito de carregamento impõe uma queda de baixa voltagem relativa ao pico da voltagem AC quando a corrente estiver fluindo através da fonte de energia 110 da carga. O resistor 124 preferivelmente tern menor resistência de maneira qude somente uma significante voltagem é desenvolvida através do resistor quando a corrente de carga estiver fluindo através do condensador de armazenamento 130. Assim, a queda máxima da voltagem através do ponto de parede 104 quando o íriácido for não condutivo será de aproximadamente a mesma da interrupção ΒΕ·,ο do circuito de disparo 122 (assumindo a queda da voltagem através do resistor 124 sendo pequena). As Figuras 5A, 5B e 5C, mostram formas de ondas demonstrando a operação da fonte de energia 110. A Figura 5A mostra uma linha de voltagem em forma de onda 200 e uma saída da voltagem em forma de onda 210 (ou seja, a voltagem medida a partir da lateral de carga do terminal do ponto de parede 104 para a neutra do sistema 100). A fonte de energia 110 induz somente uma mínima quantidade de distorção na entrada da voltagem em forma de onda 210, como um resultado de uma queda de voltagem, AV, que é desenvolvida através do ponto de parede 104, e que é substancialmente igual à interrupção da voltagem VBo. Notar que nenhuma voltagem é provida à carga durante um curto intervalo 2Q0A no início de cada meio ciclo, até a voltagem através do ponto de parede exceder o presente valor da voltagem DC Vcc mais a queda de voltagem de dois diodos VD, ou seja, Vee+2*V0. A Figura 5B mostra uma voltagem em forma de onda DC 220 da voltagem DC Vc,e que é gerada pela fonte de energia 110. Até a voltagem através do condensador combustível 126 (isto é, a voltagem através da ponte retificadora 128) exceder a interrupção da voltagem VBo, o condensador 130 carrega a voltagem Vcc-maxti por um tempo de intervalo, ΔΤ, O tempo de intervalo ΔΤ é dependente da interrupção da voltagem do circuito de dispsaro 122, e o mínimo valor Vcc-min, que é determinada pela corrente retida pelo circuito de baixa voltagem conectado ao condensador de armazenamento 130 (ou seja, o controlador 112). A Figura 5C mostra uma voltagem em forma de onda 230 da voltagem medida através dos terminais de entrada AC1, AC2 da ponte retificadora 128. A torma de onda da voltagem da ponte 230 é insignificantemente menor do que a interrupção da voltagem VE,o do circuito de disparo 122 e aumentada quando o condensador de armazenamento 130 estiver carregando. Após atingir a interrupção da voltagem VBq (aproximadamente 6.3 V na fonte de energia 110 da presente invenção), a forma de onda da voltagem da ponte 230 cal para aproximadamente 1V (ou seja, a queda da voltagem através do triâcido 120). A forma de onda da voltagem da ponte 230 é substancialmente a mesma da forma de onda da voltagem medida através do ponto de parede 104 uma vez que a queda da voltagem através do resistor 124 é desprezivelmente pequena. As formas de onda das Figuras 5A, 5B e 5C, são mostrada unicamente para demonstrar a operação da fonte de energia 110. As formas de onda como mostradas resultariam de uma carga resistiva conectada entre a lateral de carga do terminal do ponto de parede 104 próximo às cargas e neutra da fonte de energia AC 102, ou seja, com uma carga resistiva no lugar da unidade de controle de luz/motor 106 (ver Figura 2). Entretanto, uma carga resistiva (como a combinação da unidade de controle de luz/motor 106, o motor da ventoinha IOSm e a carga de iluminação 109), cause um deslocamento da fase entre a voltagem e a corrente através do ponto de parede 104. De acordo com isso, este deslocamento de posição do tempo de intervalo de carregamento ΔΤ relativo ao cruzamento zero da linha de voltagem em forma de onda 200, ou seja, alguma outra vez após o meio ciclo. A unidade controle de luz/motor 106 utilizada no cruzamento zero da linha de voltagem da forma de onda da carga do motor 103 e da carga de iluminação 109. Se o tempo de intervalo de carregamento ΔΤ da fonte de energia 110 do ponto de parede 104 ocorrer próximo do cruzamento zero, a unidade de controle de luz/motor encontrará "ruído no cruzamento zero", que poderá causar a carga de iluminação 109 vibração e a carga do motor 108 ser controlada incorretamente. O ruído do cruzamento zero ocorre quando os cruzamentos zero da linha de voltagem em forma de onda forem inconsistentes a partir da linha de ciclo á seguinte. Preferivelmente, o tempo de intervalo do carregamento ΔΤ não ocorre próximo dos cruzamentos zero no sentido de reduzir a possibilidade de ruído da detecção dos cruzamentos zero. Além disso, o tempo de intervalo de carregamento ΔΤ deverá ter um comprimento constante de tempo a partir de um meio ciclo ao seguinte. Para assegurar que o intervalo de tempo de carregamento ΔΤ para cada meio ciclo, o ponto de parede 104 emprega uma carga redutora de iluminação 119 para reter corrente quando o circuito de comunicação não tiver transmitindo. Referindo-se a Figura 4A, a carga redutora 119 compreende um transistor de junção bipolar PNP (BJT) 132 acoplado entre a voltagem DC Vcc e um resistor de carga redutora 134. A base do transistor 132 é acoplada ao sina! habilitador de comunicação 117B através de um resistor de base 136, como por exemplo, tendo uma resistência de 4.7ΚΏ. Quando o sinal habiiitador de comunicação 117B for alto (ou seja, o circuito de comunicação 116 estiver transmitindo), a base do transistor 132 é também pressionada para cima e nenhuma corrente fiui através do resistor de carga redutora i34. Entretanto, quando o sinal habilitador de comunicação 117B for baixo (ou seja, o circuito de comunicação 116 é inabilitado), o transistor 132 é condutivo e o resistor de carga redutora 134 retém uma predeterminada corrente a partir do condensador de armazenamento 130. O resistor de carga redutora é preferivelmente medido de maneira que a predeterminada corrente seja a mesma da corrente retida no circuito de comunicação 116. Por exemplo, o resistor de carga redutora 134 poderá ter uma resistência de 375 Ώ se a corrente retida no circuito de comunicação 116 for 12mA (assumindo a voltagem de saturação do transistor 132 de 0.3 V e uma média de voltagem DC de 4.8 V através do condensador de armazenamento 130). Apesar das palavras "dispositivo", e "unidade" terem sido usadas para descrever os elementos dos sistemas para controlar as luzes e os motores de ventoinhas da presente invenção, deverá ser notado que cada "dispositivo" e "unidade" ora descrita não necessita estar completamente contida em uma única caixa ou estrutura. Por exemplo, a unidade de controle de luz/motor 106 poderá compreender um controlador em um dispositivo montado na parede e um circuito de controle do motor da ventoinha em uma separada posição, como por exemplo, no abrigo do motor da ventoinha e da lâmpada. Também quaiquer "dispositivo" poderá ser contido em outro "dispositivo". Apesar da presente invenção ter sido descrita em relação à particulares incorporações da mesma, muitas outras variações e modificações e outros usos se tornarão aparente para um especialista no assunto. Assim sendo, a presente invenção não deverá ser limitada pela específica revelação ora enfatizada, mas somente pelas reivindicações em anexo.

Claims

1. "FONTE DE ENERGIA", disposta em série com uma carga AC para carregar um dispositivo de armazenamento de energia de uma voltagem AC de uma fonte AC, a fonte de energia compreendendo: - um dispositivo condutivo controlável adaptado para conduzir uma corrente de energia a partir de uma fonte AC para a carga quando o dispositivo condutivo controlável for condutivo; - um circuito de disparo para induzir o dispositivo condutivo controlável a se tornar condutivo; e - um circuito de carga para carregar o dispositivo de armazenamento de energia quando o dispositivo condutivo controlável for não condutivo, o circuito de carga impondo uma queda de baixa voltagem relativa ao valor de pico da voltagem AC de modo que substancialmente toda a voltagem AC esteja disponível à carga durante o tempo em que o dispositivo condutivo controlável for não condutivo, caracterizado por o circuito de disparo ser operado para induzir o dispositivo condutivo controlável para se tornar condutivo quando o dispositivo de armazenamento de energia tiver sido carregado à uma predeterminada quantidade de energia.

2. "FONTE DE ENERGIA", de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o dispositivo condutivo controlável compreender um condensador de armazenamento.

3. "FONTE DE ENERGIA", de acordo com a reivindicação 2, caracterizada por o circuito de carga compreender um retificador acoplado através do dispositivo condutivo controlável fornecendo uma voiiagem DC ao condensador de armazenamento.

4. "FONTE DE ENERGIA", de acordo com a reivindicação 3, caracterizada por o retificador compreender uma ponte retificadora.

5. "FONTE DE ENERGIA", de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o dispositivo condutivo controlável compreender um interruptor semicondutor.

6. "FONTE DE ENERGIA", de acordo com a reivindicação 5, caracterizada por o interruptor semicondutor compreender um triácido.

7. "FONTE DE ENERGIA", de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o circuito disparo compreender um dispositivo de disparo semicondutor.

8. "FONTE DE ENERGIA", de acordo com a reivindicação 7, caracterizada por o dispositivo de disparo semicondutor compreender um interruptor bilateral de silicone, um diácido ou um diodo zener.

9. "FONTE DE ENERGIA", de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o circuito de disparo compreender um diodo zener e dois interruptores semicondutores.

10. "FONTE DE ENERGIA", adaptado para ser disposta em série por conexão elétrica entre uma carga elétrica e uma íonte de voltagem AC, a fonte de energia sendo operada para gerar uma voltagem DC, a fonte de energia compreendendo: - um dispositivo condutivo controlável adaptado para conduzir uma corrente de carga a partir da fonte de voltagem AC à carga elétrica quando o dispositivo condutivo controlável for condutivo, o dispositivo condutivo controlável tendo uma entrada de controle; - um circuito de disparo acoplado á entrada de controle do dispositivo condutivo controlável para induzir o dispositivo condutivo controlável a se tornar condutivo; e - um circuito de carga operado para carregar um condensador de armazenamento de energia quando o dispositivo condutivo controlável for não condutivo de modo que a voltagem DC seja produzida através do condensador de armazenamento de energia, o circuito de carga impondo uma queda de baixa voltagem relativa ao valor de pico de uma voltagem AC da fonte de voltagem AC de modo que substancialmente toda a voltagem AC esteja disponível à carga durante o tempo em que o dispositivo condutivo controlável for não condutivo, o circuito de carga sendo operado para paralisar a carga do condensador do armazenamento de energia quando o dispositivo condutivo controlável for condutivo, caracterizado por o circuito de disparo ser operado para induzir o dispositivo condutivo controlável a se tomar condutivo em resposta à voltagem DC de modo a induzir o condensador do armazenamento de energia à carga.

11. "DISPOSITIVO DE CONTROLE REMOTO PARA UMA CARGA ELÉTRICA", adaptado para ser acoplado em série por conexão elétrica entre a carga elétrica e uma fonte de voltagem AC, caracterizado por compreender: - um circuito de comunicação operado para transmitir informação de controle para controlar a carga elétrica; - um controlador acoplado ao circuito de comunicação para prover informação de controle ao circuito de comunicação; e - uma fonte de energia adaptada para ser acoplada em série por conexão elétrica entre a carga elétrica e a fonte de voltagem AC e sendo operada para gerar uma voltagem DC para energizar o circuito de comunicação e o controlador, a fonte de energia compreendendo um circuito de carga para carregar um dispositivo de armazenamento de energia, o circuito de carga impondo uma queda de baixa voltagem relativa ao valor do pico de uma voltagem AC da fonte de voltagem AC de modo que substancialmente toda a voltagem AC esteja disponível a carga durante o iempo em que o dispositivo de armazenamento de carga estiver sendo carregado.

12. 'DISPOSITIVO DE CONTROLE REMOTO", de acordo corn a reivindicação 11, caracterizado por a fonte de energia ainda compreender: - um primeiro dispositivo condutivo controlável adaptado para conduzir uma corrente de carga a partir da fonte AC para a carga quando o primeiro dispositivo condutivo controlável for condutivo, o primeiro dispositivo condutivo controlável tendo uma entrada de controle; e - um circuito de disparo acopiado à entrada de controle do primeiro dispositivo condutivo controlável para impor o primeiro dispositivo condutivo controlável a se tornar condutivo; e - por o circuito de carga ser operado para carregar o dispositivo de armazenamento de energia quando o primeiro dispositivo condutivo controlável for não condutivo, e o circuito de disparo sendo operado para induzir o primeiro dispositivo condutivo controíavel a se tornar condutivo quando o dispositivo de armazenamento de energia tiver sido carregado à uma predeterminada quantidade de energia.

13. "DISPOSITIVO DE CONTROLE REMOTO", de acordo com a reivindicação 12, compreendendo ainda: - um segundo dispositivo condutivo controlável tendo uma entrada de controle acoplada ao controlador para induzir o segundo dispositivo condutivo controlável a se tornar condutivo; e - um resistor acoplado em série por conexão elétrica com o segundo dispositivo condutivc» controlável, a série de combinação do segundo dispositivo condutivo controlável e o resistor acoplados em conexão elétrica paralela com o dispositivo de armazenamento de energia, caracterizado por o controlador ser operado para servir o segundo dispositivo condutivo controlável quando o circuito de comunicação não estiver transmitindo a informação de controle.

14. "MÉTODO PARA GERAR UMA VOLTAGEM AC EM UM DISPOSITIVO DE CONTROLE REMOTO", adaptado para ser disposto em série por conexão elétrica entre uma fonte de voltagem AC e uma carga elétrica, caracterizado por compreender as etapas de: - acoplamento de um dispositivo condutivo controlável em série por conexão elétrica entre a fonte de voltagem AC e a carga elétrica, o dispositivo condutivo controlável tendo uma entrada de controle; - carregamento de um dispositivo de armazenamento de energia através de um circuito de carga quando o dispositivo condutivo controlável for não condutivo, o circuito de carga impondo uma queda de baixa voltagem relativa ao valor do pico da voltagem AC de modo que substancialmente toda a voltagem AC esteja disponível à carga durante o tempo em que o dispositivo condutivo controlável for não condutivo; - execução da condutividade do dispositivo condutivo controlável em resposta à etapa de carregamento do dispositivo de armazenamento de energia; e - paralisação do carregamento do dispositivo de armazenamento de energia em resposta à etapa de execução da condutividade do dispositivo condutivo controlável.

15. "MÉTODO", de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por o dispositivo de armazenamento de energia compreender um condensador.

16. "MÉTODO", de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por a etapa de execução da condutividade do dispositivo condutivo controlável compreender a etapa de indução do dispositivo condutivo controlável a se tornar condutivo quando o dispositivo de armazenamento de energia estiver sendo carregado à uma predeterminada quantidade de energia.