ES2905887T3 - Sistema de iluminación exterior de muy baja tensión, luminaria, suministro de energía y montaje y procedimiento para proporcionar iluminación exterior - Google Patents

Abstract

Un sistema (1) de iluminación exterior de muy baja tensión, que comprende: un suministro (5) de energía del sistema para suministrar una tensión de salida muy baja (Vsalida) en una salida (53) de energía del suministro (5) de energía del sistema; al menos una luminaria (2) exterior individual de muy baja tensión, comprendiendo la luminaria (2): - una entrada (24) de luminaria para recibir una tensión de suministro (Vsuministro), - una fuente (22) de luz, - y un circuito (23) rectificador entre la entrada de la luminaria y la fuente de luz para rectificar la tensión de suministro para generar una tensión rectificada unipolar y proporcionar la tensión rectificada a la fuente (22) de luz; comprendiendo además el sistema de iluminación un conductor (4) eléctrico que conecta la salida (53) de energía a la entrada de luminaria, para proporcionar energía eléctrica desde la salida de energía a la entrada de luminaria, caracterizado por que la tensión de salida del suministro (5) de energía del sistema tiene una polaridad que se invierte periódicamente, siendo la tensión de salida constante en cada polaridad.

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de iluminación exterior de muy baja tensión, luminaria, suministro de energía y montaje y procedimiento para proporcionar iluminación exterior

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un sistema de iluminación exterior de muy baja tensión. La invención también se refiere a un procedimiento para proporcionar iluminación exterior de muy baja tensión.

Antecedentes de la invención

Los sistemas de iluminación exterior de muy baja tensión son generalmente conocidos. Dichos sistemas se utilizan normalmente para proporcionar iluminación del paisaje alrededor de las casas, como jardines, patios u otros. Los sistemas de iluminación exterior que se utilizan alrededor de los hogares a veces se denominan "sistemas de iluminación de jardines", "sistemas de alumbrado de jardines", "iluminación de jardines" o términos similares.

En la publicación de solicitud de patente estadounidense US 2007/0222399, en lo sucesivo denominada "Bondy et al.", se describe un ejemplo de un sistema de iluminación exterior de muy baja tensión. Este documento describe un sistema de iluminación exterior de muy baja tensión en el que las luminarias tienen cada una un módulo de control individual, interno a la luminaria o externo a la luminaria. El módulo de control está conectado a un transformador de energía a través de conductores de transmisión de muy baja tensión.

Bondy et al. da a conocer un ejemplo en el que el transformador de suministro de energía recibe una tensión sinusoidal de la red y lo transforma en una tensión de suministro de CA sinusoidal muy baja que se suministra a las luminarias. El módulo de control rectifica la tensión de suministro de CA a una tensión sinusoidal rectificada, promedia la tensión rectificada con un capacitor para obtener una tensión de CC y luego regula esa tensión de CC, seguido de modulación de ancho de pulso para atenuar las lámparas.

Sin embargo, una desventaja de este ejemplo es que, dentro de las restricciones de tensión y corriente pico consideradas seguras, solo se puede suministrar una cantidad limitada de energía.

Bondy et al. da a conocer un ejemplo alternativo en el que el módulo de control suministra, en lugar de la tensión de suministro de CA, una tensión de CC (de 12 a 30 voltios), tal como la suministrada por sistemas de energía alternativa, incluida la energía solar.

Sin embargo, una desventaja significativa de este otro ejemplo es que los conductores de transmisión de muy baja tensión son propensos a la corrosión.

Sumario de la invención

La presente invención proporciona un sistema de iluminación exterior de muy baja tensión y un procedimiento para proporcionar iluminación exterior como se describe en las reivindicaciones adjuntas.

Las realizaciones específicas de la invención se exponen en las reivindicaciones dependientes.

Estos y otros aspectos de la invención serán evidentes y se aclararán con referencia a las realizaciones descritas a continuación.

Breve descripción de los dibujos

Se describirán detalles, aspectos y realizaciones adicionales de la invención, únicamente a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos. En los dibujos, se utilizan números de referencia similares para identificar elementos similares o funcionalmente similares. Los elementos de las figuras se ilustran por simplicidad y claridad y no necesariamente se han dibujado a escala.

La figura 1 muestra una vista en perspectiva de un ejemplo de un escenario exterior con un ejemplo de un sistema de iluminación exterior de muy baja tensión.

La figura 2 muestra un diagrama de bloques de un ejemplo de un sistema de iluminación exterior de muy baja tensión, adecuado para el ejemplo de la figura 1.

La figura 3 muestra un diagrama de bloques de un ejemplo de un suministro de energía del sistema adecuada para el sistema de la figura 1.

La figura 4 muestra un diagrama de bloques de otro ejemplo de un suministro de energía del sistema adecuada para el sistema de la figura 1.

La figura 5 muestra un diagrama de bloques de un ejemplo de una luminaria de exterior de muy baja tensión adecuada para el ejemplo de la figura 1 o de la figura 2.

La figura 6 muestra un gráfico que ilustra la forma de las corrientes en diferentes nodos del sistema.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

Debido a que las realizaciones ilustradas de la presente invención pueden, en su mayor parte, implementarse utilizando componentes y circuitos electrónicos conocidos por los expertos en la técnica, los detalles no se explicarán en mayor medida que la que se considere necesaria para la comprensión y apreciación de los conceptos subyacentes de la presente invención y para no ofuscar o distraer la atención de las enseñanzas de la presente invención.

Haciendo referencia a la figura 1, en ella se muestra un ejemplo de un sistema 1 de iluminación exterior de muy baja tensión. Como se ilustra en este dibujo, el sistema 1 de iluminación exterior de muy baja tensión está instalado al aire libre, en este ejemplo en un jardín. Sin embargo, otras áreas al aire libre, como patios o escenarios donde los sistemas exteriores de muy baja tensión son adecuados, pueden contar con un sistema similar.

Como se muestra, el sistema 1 de iluminación exterior de muy baja tensión puede comprender un suministro 5 de energía del sistema y una o más luminarias 2 exteriores de muy baja tensión individuales a cierta distancia del suministro de energía del sistema, por ejemplo, entre 0,1 metros y 100 metros, y típicamente entre varios decímetros hasta varias decenas de metros. Un conductor 4, como un alambre conductor de electricidad o un cable con aislamiento adecuado para aplicaciones al aire libre, conecta el suministro 5 de energía del sistema a la(s) luminaria(s) 2.

Cuando el sistema 1 de iluminación exterior de muy baja tensión está en funcionamiento, una tensión de suministro muy baja Vsuministro se suministra a la(s) luminaria(s) 2, porque el suministro 5 de energía del sistema genera una tensión de salida Vsalida que se transfiere a través del conductor 4 a las luminarias 2. Así, en los momentos deseados, a través de los conductores 4, las luminarias 2 pueden ser provistas por el suministro 5 de energía del sistema con energía eléctrica suficiente para generar luz por las luminarias 2. De este modo, la zona exterior, en este ejemplo el jardín, puede ser iluminada por las luminarias 2 de la manera deseada, por ejemplo, con fines decorativos y/o prácticos.

Ahora con referencia a la figura 2, cada luminaria 2 puede comprender una fuente 22 de luz (por ejemplo, diodos emisores de luz, LED o luces incandescentes). El sistema 1 de iluminación comprende un conjunto 3 de suministro de energía dispuesto para proporcionar energía a la fuente 22 de luz. El ejemplo que se muestra de un conjunto 3 comprende un circuito 51 de suministro de energía en un lado del suministro de energía del conductor 4, y un circuito 23 rectificador, en un lado de la luminaria del conductor 4. El circuito 51 de suministro de energía y el circuito 23 rectificador son conectables entre sí, en este ejemplo a través del conductor 4 que conecta así el lado de energía del conjunto con el lado de la luminaria. El conjunto puede comprender otra circuitería en el lado del suministro de energía y/o en el lado de la luminaria, como el circuito 25 regulador en el lado de la luminaria en el ejemplo de la figura 5.

Como se muestra con más detalle en la figura 2, el suministro 5 de energía del sistema comprende un circuito 51 de suministro de energía en una carcasa 54. Cuando está en funcionamiento, el circuito 51 de suministro de energía genera una tensión de salida de CC constante (para fines prácticos) Vsalida con una polaridad que se invierte periódicamente. El circuito 51 proporciona la tensión de salida Vsalida a una salida 53 de suministro para ser enviado a las luminarias 2, a través del conductor 4. Como se muestra, cada una de las luminarias 2 comprende una entrada de luminaria en la que se aplica una tensión de suministro Vsuministro se puede recibir (en este ejemplo formado por un conector). En este ejemplo, la tensión de salida Vsalida se transfiere a través del conductor 4 a la entrada 24 de la luminaria y, por lo tanto, la tensión de suministro es (a efectos prácticos) una tensión de suministro de CC constante Vsuministro con una polaridad que se invierte periódicamente, que en la práctica puede ser menor que la tensión de salida Vsalida por dosis en el conductor 4. El circuito 23 rectificador rectifica la tensión de suministro Vsuministro para generar una tensión rectificada unipolar Vrectificada y proporcionar la tensión rectificada Vrectificada a la fuente 22 de luz.

Debido a que la tensión de salida Vsalida y la tensión de suministro Vsuministro son, a efectos prácticos, tensiones continuas constantes con inversión de polaridad periódica, la amplitud media de la tensión de suministro es próxima a la amplitud máxima de la misma. Por tanto, para la misma tensión máxima o de pico, el valor efectivo de la tensión rectificada Vrectificada será mayor que en el caso de una tensión alterna rectificada. Así, las luminarias 2 pueden funcionar con más energía, en comparación con un sistema que suministre energía de CA con la misma tensión máxima, o alternativamente, pueden funcionar con una tensión máximo más bajo en comparación con un suministro de CA con la misma cantidad de energía.

Además, o alternativamente, el sistema 1 será menos propenso a la corrosión en comparación con los sistemas basados en CC (como los impulsados por celdas solares remotas o baterías a una distancia de las luminarias), porque el cambio de polaridad reduce, al menos parcialmente, las reacciones electroquímicas de CC corrosivas. Sin estar ligado a ninguna teoría, se cree que una contribución significativa a la corrosión en los sistemas de iluminación exterior proviene de reacciones electroquímicas desencadenadas por un intercambio unilateral de electrones entre el conductor y las sustancias circundantes (por ejemplo, humedad) en contacto con él. Esto se reduce efectivamente en el sistema 1 porque la polaridad de la tensión de salida Vsalida y la tensión de suministro Vsuministro se invierte y, en consecuencia, es menos probable que los electrones se escapen y desencadenen esas reacciones electroquímicas corrosivas.

La tensión de salida muy baja Vsalida y la tensión de suministro bajísima Vsuministro puede tener cualquier valor adecuado para un sistema de muy baja tensión, es decir, dentro de un rango que conlleva un bajo riesgo de descargas eléctricas peligrosas. La tensión de salida muy baja Vsalida emitida por el suministro 5 de energía del sistema puede ser, por ejemplo, tal que, dentro del sistema 1, el potencial eléctrico máximo entre diferentes partes expuestas del sistema 1, por ejemplo, entre diferentes conductores 4, o entre partes eléctricas y tierra (masa) no exceda 120 V. Se ha encontrado que una tensión particularmente adecuado tiene una amplitud máxima de 21,2 V.

Por ejemplo, la amplitud de la tensión de salida Vsalida puede tener un valor de 10 V o más, como 15 V o más. De esta manera la tensión será lo suficientemente alto para alimentar las luminarias y no tener pérdidas significativas en la distancia que separa el suministro 5 de energía del sistema y las luminarias 2. La tensión de salida puede ser, por ejemplo, una muy baja tensión de seguridad y, por ejemplo, tener una amplitud igual o inferior a 25 V, tal como igual o inferior a 21,2 V. Por lo tanto, la tensión será tal que, a efectos prácticos, casi no hay riesgo de descargas eléctricas peligrosas y, por lo tanto, el sistema es lo suficientemente seguro para aplicaciones al aire libre.

La tensión de salida Vsalida puede ser mayor que la tensión de ruptura Vdescanso de la fuente 22 de luz. Esto permite proporcionar una cantidad significativa de energía a la fuente de luz. Se ha encontrado que una tensión de suministro de CC Vsuministro con polaridad alterna, con una amplitud superior o igual a 11 V y/o inferior o igual a 21,2 V es particularmente eficaz para alimentar una luminaria LED de 9 V y permite utilizar un simple convertidor descendente. Sin embargo, la luminaria puede funcionar con una tensión de suministro inferior a la requerida por la fuente de luz mediante el uso de un convertidor ascendente adecuado.

En un montaje experimental, se conectó en paralelo un número variable (en el experimento entre 1 y 10) de luminarias a través de un cable de varias decenas de metros, 80 m en el montaje, y se les suministró tensión alterna sinusoidal por medio de un suministro de energía y una tensión de CC constante con polaridad alterna por un suministro de energía como en el ejemplo. La tensión de CA sinusoidal y la tensión de CC tenían la misma tensión efectiva (21 V). La energía disponible en las luminarias se midió en función del número de luminarias. Los resultados fueron los que se muestran en la tabla 1.

Tabla 1

Como puede deducirse de la tabla 1, para la tensión alterna la energía media disponible por luminaria disminuyó mientras que para la tensión continua se mantuvo más o menos constante. Sin desear estar ligado a ninguna teoría, se cree que esto es causado por pérdidas significativas en el cable. Estas pérdidas ocurren particularmente durante el breve período de tiempo en que la tensión de CA del sinusoide alcanza su punto máximo y carga el capacitor detrás del rectificador en la luminaria, mientras que para la tensión de CC la corriente de carga es continua y, por lo tanto, mucho más baja. Así, de este experimento se puede deducir que, en general, la tensión continua de salida y la tensión de suministro constantes permiten reducir las pérdidas en el conductor 4 y proporcionar más energía a las luminarias. Esto se aplica en particular a los sistemas con múltiples luminarias, y especialmente si más de 3 luminarias son alimentadas por la misma suministro de energía.

La polaridad de la tensión de salida Vsalida, y por lo tanto la tensión de suministro Vsuministro, puede cambiarse con cualquier frecuencia adecuada en la aplicación específica para reducir efectivamente la corrosión del conductor 4 y especialmente de las conexiones entre el conductor y los componentes electrónicos del conjunto 3 de suministro de energía. Preferiblemente (pero no necesariamente) la frecuencia es lo más baja posible, para evitar frecuencias armónicas más altas no deseadas, pero lo suficientemente alta como para mantener el efecto inhibidor de la corrosión. Aunque las frecuencias más altas pueden ser adecuadas, se ha encontrado que, en particular, una frecuencia de más de 40 Hz y por debajo de 60 Hz, como entre 45 y 55 Hz, por ejemplo, 50 Hz, permite reducir eficazmente la corrosión sin generar armónicos superiores significativos no deseados. Además, se ha descubierto que dicha frecuencia proporciona un ancho de banda de datos suficiente para la comunicación entre el suministro de suministro 5 de energía y las luminarias en función de la modulación digital de la tensión de salida Vsalida y por lo tanto la tensión de suministro Para cada ciclo de polaridad positiva y negativa, la tensión de suministro puede ser positivo alrededor del 50 % del ciclo y negativo el resto del ciclo, alrededor del 50 % también, tal como se muestra en la figura 6. Sin embargo, la tensión de suministro puede, por ejemplo, modularse en anchura de pulso o modularse en fase variando estos porcentajes. Si el promedio de varios cientos o más de ciclos es 50 % - 50 %, el flujo de carga neto promedio será cero. En consecuencia, se cree que el flujo de carga no puede desencadenar las reacciones electroquímicas mencionadas anteriormente. Sin embargo, puede haber un flujo de carga neto, al menos por ciclo, y, siempre que el flujo no sea completamente unidireccional, el flujo de carga desencadenante de la corrosión puede reducirse, al menos parcialmente.

El suministro 5 de energía del sistema puede implementarse de cualquier manera adecuada para la implementación específica del sistema 1 de iluminación exterior. Haciendo referencia a las figuras 2 y 3, por ejemplo, el suministro 5 de energía del sistema puede comprender una fuente 52 de energía de CC con una salida de tensión de CC. Como se muestra en la figura 6, la fuente 52 de energía de CC proporciona, cuando está en funcionamiento, una tensión de CC muy baja V^cc. La tensión de CC muy baja V^cc puede ser, por ejemplo, constante o ser una tensión variable con una compensación de CC (por ejemplo, tener un valor promedio de X V y fluctuar entre X - A V y X A V). En este ejemplo, la fuente 52 de energía de CC está conectada con la salida de tensión de CC a un circuito regulador, "REG", 51. El circuito 51 regulador invierte periódicamente la polaridad de la tensión de salida de CC V^cc para obtener una tensión de salida Vsalida. El circuito 51 regulador está conectado con una salida 53 del regulador al conductor 4 para generar la tensión de salida Vsalida.

Como se ilustra en la figura 6, la tensión de salida diferencial alterna entre Vsalida y -Vsalida. Después de la transferencia de la tensión sobre el conductor 4, la tensión de suministro diferencial Vsuministro varía entre Vsuministro y -Vsuministro. En una situación ideal Vsalida = Vsuministro = V^cc. Sin embargo, en realidad pueden presentarse pérdidas y perturbaciones debido a la impedancia del conductor. Vsalida puede ser igual a V^cc en cuyo caso el circuito 51 regulador puede tener un diseño relativamente simple. Sin embargo, dependiendo de la implementación específica, la tensión de salida Vsalida puede ser menor o mayor que la tensión de CC V^cc y el circuito regulador puede comprender un amplificador o atenuador para aumentar o reducir la tensión.

La separación entre la fuente 52 de energía de CC y el circuito 51 regulador proporciona una arquitectura que permite mejorar la seguridad del sistema, por ejemplo, mediante el uso de una fuente de energía de CC con funciones de seguridad integradas, como separación de clase I de protección IEC, sobretensión y /o protección contra sobrecorriente en su salida, u otras características adecuadas, y por lo tanto obtener una protección integrada de las partes del suministro 5 de energía del sistema y el sistema 1 aguas abajo del mismo, como el circuito 51 regulador. Además, debido a la separación, menos partes del suministro de energía 5 son capaces de dañar el sistema 1 en caso de falla, ya que el circuito del regulador opera con una tensión de CC muy bajo y, por lo tanto, es menos probable que surjan problemas con el circuito del regulador para crear tal daño.

Haciendo referencia a la figura 4, el circuito de suministro de energía puede comprender un convertidor de energía de CC con un conector 55 de entrada que permite conectar el convertidor de energía a un suministro de energía externa, que es externa a la carcasa 54. El suministro de energía externa puede ser de cualquier tipo adecuado, como un suministro de energía de CA o CC, por ejemplo, un suministro de energía principal, en cuyo caso el convertidor de energía puede estar dispuesto para transformar una tensión de CA recibida del suministro de energía externa en una tensión de CC. La tensión de CA puede tener, por ejemplo, una tensión efectiva de al menos 80 V y menos de 300 V, lo que permite usar convertidores de CC disponibles en el mercado disponibles comercialmente.

En la figura 4, por ejemplo, el suministro 5 de energía del sistema comprende, como fuente de energía de CC, un convertidor de CA a CC "CA/CC" para conectarse a un suministro de energía de CA. Para conectarse a un suministro de energía de CC externa, se puede utilizar un convertidor de CC/CC.

El suministro de energía del sistema puede comprender un módulo 56 de control para controlar la fuente 52 de energía de CC y/o el circuito 51 regulador. Refiriéndose todavía a la figura 4, por ejemplo, el convertidor AD/DC emite la tensión de CC V^cc al circuito 51 regulador, formado en el ejemplo por puentes H "H-Br", tales como puentes H completos o semipuentes.

El suministro 5 de energía del sistema puede, como se muestra, comprender un módulo 56 de control que controla el funcionamiento del circuito regulador. En este ejemplo, el módulo 56 de control comprende una unidad de control "CU" y unidades de control de pendiente "SC". La unidad de control "CU" controla los circuitos de control de pendiente "SC" que, a su vez, controlan la salida de tensión/corriente de los puentes H. Más específicamente, en este ejemplo, la conmutación de los transistores en los puentes H se controla de tal manera que la polaridad de la tensión se invierte periódicamente. Los circuitos de control de pendiente pueden controlar los puentes H de modo que se supriman los armónicos no deseados en la tensión de salida Vsalida. En este ejemplo, la tensión de salida consta de los armónicos impares (de la frecuencia con la que se invierte la polaridad) hasta el n-armónico, siendo n un número entero impar, y los armónicos por encima del n-ésimo armónico se suprimen, como, por ejemplo, por encima del 7mo, 9no o 11mo armónico. Aunque esto da como resultado una forma no perfecta, permite cumplir de forma sencilla los requisitos de compatibilidad electromagnética. Los circuitos de control de pendiente, los puentes H y el control de estos como tales son conocidos y no se tratan con más detalle.

El suministro de energía del sistema puede comprender un transmisor de datos que puede transmitir datos a las luminarias en forma de una señal de tensión, como se explica a continuación con más detalle. Las luminarias pueden entonces comprender receptores de datos compatibles con el transmisor de datos. De este modo, se puede combinar la transferencia de datos y energía eléctrica a la luminaria y, en consecuencia, se puede obviar la necesidad de implementar un canal de comunicación separado, alámbrico o inalámbrico. Los datos pueden ser, por ejemplo, datos de control que controlan las luminarias individuales, por ejemplo, para "encender" o "apagar" individualmente una luminaria. Por lo tanto, se puede proporcionar un sistema de iluminación exterior más adaptativo con control individual de las luminarias sin requerir controles de energía eléctrica individuales en el suministro 5 de energía del sistema para cada luminaria, y el extenso cableado complejo asociado.

El transmisor de datos puede, por ejemplo, como en la figura 4, implementarse como parte del circuito de comunicación del módulo 56 de control, por ejemplo, como interfaces de comunicación de un microcontrolador ubicado aguas abajo de la fuente de energía de CC y programado para controlar el circuito 51 regulador y transmitir datos a través de las interfaces de comunicación.

En el ejemplo de la figura 4, el transmisor de datos está integrado en la unidad de control "CU", que en este ejemplo es un microcontrolador adecuadamente programado que controla los circuitos de control de pendiente y, por lo tanto, los transistores en los puentes H, no solo para invertir la polaridad sino también para modular un parámetro de la tensión de salida Vsalida, como una frecuencia de inversión de polaridad y/o duración de un periodo con una determinada polaridad. Esta modulación puede dar como resultado, por ejemplo, una tensión de salida modulada en frecuencia, modulada en fase o modulada en anchura de pulso. El esquema de modulación puede resultar en un ciclo de trabajo promedio restante del 50 %. Para transmitir los datos, se puede utilizar cualquier esquema de modulación digital adecuado para la implementación específica.

El transmisor de datos puede implementarse de otra manera, por ejemplo, sin la separación entre la fuente de energía de CC y el circuito regulador, y por ejemplo en un circuito dedicado, por ejemplo, aguas arriba o aguas abajo del circuito regulador.

Una o más de las luminarias 2 pueden estar provistas de un receptor de datos que puede extraer los datos de la tensión de suministro recibida Vsuministro, por ejemplo, muestreando el parámetro modulado y un mapeo predeterminado de valores para el parámetro modulado en símbolos, como se conoce por las técnicas de modulación digital. El ejemplo de la figura 5, por ejemplo, comprende una unidad de control de lámparas LCU que recibe la tensión de suministro Vsuministro y puede extraer los datos de la señal de tensión. La unidad de control de lámparas LCU puede controlar posteriormente la luminaria basándose en la información de los datos y, por ejemplo, encenderla o apagarla o ejecutar otros comandos en los datos.

Además, una o más de las luminarias 2 pueden comprender una unidad de comunicación para transmitir datos al suministro de energía del sistema. La unidad de comunicación del sistema puede comprender igualmente una unidad de comunicación compatible con la unidad de comunicación del lado de la luminaria. De este modo, el suministro de energía del sistema puede, por ejemplo, ser informada sobre el estado de la luminaria. Los datos pueden ser, por ejemplo, en forma de señales de corriente a el suministro de energía del sistema, lo que permite comunicarse en la dirección del lado de la luminaria al lado del suministro de energía y en la dirección inversa al mismo tiempo, en este ejemplo porque la corriente la señal puede proporcionarse en esa dirección al mismo tiempo que la tensión de suministro (y las señales de tensión) se suministran a la luminaria en la dirección inversa. La comunicación puede implementarse, por ejemplo, utilizando protocolos similares a los conocidos, por ejemplo, de redes de automoción tales como los protocolos de bus PSI5 o DSI3.

El módulo 56 de control puede comprender unidades adicionales. Por ejemplo, el módulo 56 puede comprender una pantalla u otra unidad de salida para emitir información sobre el estado del convertidor y/o regulador 51 en una forma perceptible para los humanos y controles para permitir que un usuario controle la configuración del sistema.

En el ejemplo de la figura 4, la unidad de control "CU" está conectada, por ejemplo, a una unidad de comunicación inalámbrica "BLT", como una unidad Bluetooth, a través de la cual la unidad de control puede recibir comandos de control remoto y/o enviar información relevante a una unidad de control remoto, como un control remoto emparejado con la unidad de control, el teléfono de un usuario u otra interfaz de usuario. Por ejemplo, la unidad de control "CU" se puede programar a través de los comandos de un usuario para "encender" o "apagar" en o después de un tiempo determinado.

También pueden estar presentes sensores para activar y desactivar automáticamente el suministro de energía del sistema. En el ejemplo de la figura 4, por ejemplo, el módulo 56 de control comprende sensores como el detector de movimiento "MD" y el detector de luz "LD", conocidos como tales, que están conectados a la unidad de control "CU" para activar y/o desactivar el suministro 5 de energía del sistema. Por ejemplo, el suministro 5 puede activarse si se detecta un intruso u otro movimiento, o desactivarse si ya hay suficiente luz ambiental procedente de otras fuentes, como la luz del día.

Como se muestra, el ejemplo de un suministro 5 de energía del sistema que se muestra en la figura 4 comprende además un medidor de corriente "A" que mide la corriente emitida por los puentes H y envía esta información de regreso a la unidad de control "CU" para que la unidad de control "CU" proporcione entrada a los circuitos de control de pendiente adecuados para mantener la energía emitida por los puentes H "H-Br" dentro de los límites deseados y cambiar periódicamente la polaridad.

La luminaria 2 puede implementarse de cualquier manera adecuada. Como se ve más claramente en la figura 1 e indicado esquemáticamente en la figura 5, cada luminaria 2 comprende una carcasa 20 que protege el interior de la carcasa de las influencias ambientales y, en particular, protege el interior de la humedad y, en consecuencia, de la corrosión inducida por la humedad. El circuito electrónico de luminaria 21 está presente dentro de la carcasa 20. Está presente un conector 24 que permite conectar el circuito electrónico de luminaria 21 dentro de la carcasa al conductor externo (u otros componentes eléctricos fuera de la carcasa 20) y por lo tanto forma la entrada 24 de la luminaria.

En el ejemplo mostrado, el circuito electrónico de la luminaria 21 comprende la fuente 22 de luz y el circuito 23 rectificador. Como se muestra en el ejemplo, el circuito electrónico de la luminaria 21 puede incluir un circuito adicional para, por ejemplo, proteger contra sobretensiones o corrientes, cortocircuitos, descargas electrostáticas, o dar forma o controlar más la tensión rectificada o de otro modo. Haciendo referencia a la figura 5, el ejemplo que se muestra allí comprende, por ejemplo, un circuito rectificador "RECT" 23 que rectifica la tensión de suministro recibida Vsuministro y emite una tensión rectificada Vrectificada a un regulador de corriente de modo de conmutación "SMR" u otro circuito 25 regulador que regula la energía suministrada a la fuente de luz "LED". El circuito 25 regulador permite proporcionar una tensión y una corriente con un máximo constante a la fuente de luz, incluso cuando, por ejemplo, la tensión de suministro Vsuministro difiere o varía debido a las pérdidas en el conductor 4.

El circuito 23 rectificador puede implementarse de cualquier manera adecuada para la implementación específica. El circuito 23 rectificador puede generar a partir de la tensión de suministro Vsuministro una tensión rectificada Vrectificada. La tensión rectificada Vrectificada es, por lo tanto, una tensión de CC no pulsada, como una tensión de CC constante. Por lo tanto, la cantidad de energía proporcionada a la fuente de luz será relativamente grande porque la tensión efectiva está cerca de la amplitud máxima de la tensión proporcionada. Por ejemplo, el circuito del rectificador puede ser un puente rectificador completo, que cambiará la tensión de suministro a una tensión unipolar y contendrá circuitos adicionales para suavizar cualquier problema técnico que resulte de las inversiones de polaridad en la tensión de suministro.

En este ejemplo, el regulador de corriente de modo conmutado regula la corriente y proporciona una corriente modulada por ancho de pulso para impulsar un LED. Sin embargo, como alternativa o adicionalmente, el circuito regulador 35 puede regular la tensión, por ejemplo, para activar apropiadamente una fuente de luz incandescente.

Como se mencionó anteriormente, el ejemplo de una luminaria 2 que se muestra en la figura 5 comprende una unidad de control de lámpara "LCU" que controla la fuente de luz, en este ejemplo a través del regulador de corriente de modo de conmutación "SMR", para proporcionar la cantidad de energía deseada, por ejemplo, dependiendo de las características de la fuente de luz y/o la cantidad de luz a generar.

Además, en el ejemplo que se muestra, la unidad de control de la lámpara "LCU" recibe la tensión de suministro y puede controlar el regulador de corriente de modo de conmutación para compensar las fluctuaciones (no controladas) en la tensión de suministro y, por lo tanto, garantizar un suministro de corriente y/o tensión estable.

El control puede ser más o menos complejo. Por ejemplo, en caso de que el suministro de energía del sistema tenga capacidades de comunicación, la unidad de control de la lámpara "LCU" puede recibir la tensión de suministro para extraer los datos transmitidos y, por ejemplo, controlar la fuente de luz de acuerdo con los comandos en los datos. Por ejemplo, la fuente de luz se puede cambiar a un estado "encendido" o "apagado" de acuerdo con las instrucciones de temporización o se puede aumentar o reducir la cantidad de corriente para producir más o menos luz sin apagar completamente las fuentes de luz.

El ejemplo de la figura 2 se puede utilizar para realizar un procedimiento para proporcionar iluminación exterior de muy baja tensión. Otros sistemas también pueden ser adecuados. El procedimiento puede comprender generar una tensión de CC muy baja constante con polaridad invertida periódicamente y transferir la tensión de CC muy baja a una luminaria. Como se ilustra en la figura 6, por ejemplo, una tensión de CC muy baja constante V^cc puede generarse y posteriormente cambiarse su polaridad para obtener la tensión de suministro Vsuministro. En la ubicación de la luminaria, se puede rectificar la tensión de CC para obtener una tensión rectificada Vrectificada, y mostrar en la figura 6 esto puede ser una tensión de CC muy baja constante. Se puede proporcionar una fuente de luz en la luminaria con la tensión rectificada para generar luz al aire libre.

En la especificación anterior, la invención se ha descrito con referencia a ejemplos específicos de realizaciones de la invención. Sin embargo, será evidente que se pueden realizar diversas modificaciones y cambios sin apartarse del alcance de la invención tal como se establece en las reivindicaciones adjuntas y que las reivindicaciones no pretenden limitarse a los ejemplos específicos descritos anteriormente.

Por ejemplo, aunque en los ejemplos se muestra una topología en estrella, también podrían ser adecuadas otras topologías, por ejemplo, topología en árbol. Asimismo, aunque en los ejemplos se proporciona el suministro de energía del sistema para cada luminaria 2 con una salida de energía dedicada 53 y un circuito 51 regulador, varias luminarias pueden compartir la misma salida 53 de suministro y/o circuito 51 regulador.

Del mismo modo, aunque en el ejemplo se da Bluetooth como un protocolo de comunicación inalámbrica adecuado, también se pueden usar otros protocolos, como Thread, Zigbee u otros.

Además, aunque en el ejemplo de la figura 5, la fuente 22 de luz es impulsada por una corriente modulada por ancho de pulso, otros tipos de corriente tales como corriente continua unidireccional constante pueden ser adecuados para impulsar la fuente de luz también dependiendo de la implementación específica y la fuente de luz.

Además, aunque en la descripción se ha descrito un sistema ideal con una tensión de CC perfectamente constante, en una implementación práctica, por ejemplo, la tensión de CC constante generada por el suministro de energía puede presentar una variación lenta o, de manera similar, la tensión rectificada puede presentar alguna ondulación. Por ejemplo, en una implementación práctica, la inversión de la polaridad puede no ser instantánea y el tiempo de subida o bajada, por ejemplo, puede tomar alrededor de 1/10° del tiempo de medio ciclo. Del mismo modo, la reversión puede venir con un exceso o un defecto.

Además, algunos armónicos más altos pueden no estar presentes en la tensión de suministro debido a las características inherentes de filtrado de paso bajo o porque, en lugar de ser generados por un circuito conmutado como los puentes H, la tensión de CC constante con inversión de polaridad periódica se sintetiza agregando solo los primeros n armónicos impares a una tensión sinusoidal pura. Por ejemplo, los armónicos por encima del 3o y/o 5o y/o 7o el armónico puede no estar presente. Además, la tensión de CC constante puede interrumpirse periódicamente y, por ejemplo, durante cada inversión de polaridad, la tensión puede ser de 0 V durante un cierto intervalo, como, por ejemplo, para 1/10o del tiempo de ciclo.

Sin embargo, también son posibles otras modificaciones, variaciones y alternativas. Por consiguiente, las especificaciones y los dibujos deben considerarse en un sentido ilustrativo y no restrictivo.

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema (1) de iluminación exterior de muy baja tensión, que comprende:

un suministro (5) de energía del sistema para suministrar una tensión de salida muy baja (Vsalida) en una salida (53) de energía del suministro (5) de energía del sistema;

al menos una luminaria (2) exterior individual de muy baja tensión, comprendiendo la luminaria (2):

- una entrada (24) de luminaria para recibir una tensión de suministro (Vsuministro),

- una fuente (22) de luz,

- y un circuito (23) rectificador entre la entrada de la luminaria y la fuente de luz para rectificar la tensión de suministro para generar una tensión rectificada unipolar y proporcionar la tensión rectificada a la fuente (22) de luz;

comprendiendo además el sistema de iluminación un conductor (4) eléctrico que conecta la salida (53) de energía a la entrada de luminaria, para proporcionar energía eléctrica desde la salida de energía a la entrada de luminaria, caracterizado por que

la tensión de salida del suministro (5) de energía del sistema tiene una polaridad que se invierte periódicamente, siendo la tensión de salida constante en cada polaridad.

2. El sistema (1) de iluminación exterior de muy baja tensión de la reivindicación 1, en el que el suministro (5) de energía del sistema comprende un circuito (51, 52) de suministro de energía que comprende:

una fuente (52) de energía de CC con una salida de tensión de CC para proporcionar una muy baja tensión de ^{salida de c} C (V^cc); ^y

circuito (51) regulador conectado a la salida de tensión de CC, para generar la tensión de salida (Vsalida) invirtiendo periódicamente la polaridad de la tensión de salida de CC, cuyo circuito (51) regulador tiene una salida del regulador (53) para presentar la tensión de salida (Vsalida) al conductor (4).

3. El sistema (1) de iluminación exterior de muy baja tensión de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el suministro (5) de energía del sistema comprende un transmisor (CU) de datos conectado al circuito (51) regulador para transmitir datos como una señal de tensión combinada con la tensión de salida, y al menos una de las luminarias (2) comprende un receptor (LCU) de datos compatible con el transmisor de datos para extraer los datos de la señal de tensión recibida.

4. El sistema (1) de iluminación exterior de muy baja tensión de la reivindicación 3, en el que el transmisor (CU) de datos comprende un circuito de modulación para transmitir datos mediante la modulación de un parámetro de la tensión de salida (Vsalida), como una frecuencia y/o duración de un periodo con una determinada polaridad.

5. El sistema (1) de iluminación exterior de muy baja tensión de la reivindicación 3 o 4, en el que al menos una de las luminarias (2) comprende una unidad (LCU) de comunicación para transmitir datos en forma de señales de corriente al suministro (5) de energía del sistema y el suministro de energía del sistema comprende una unidad de comunicación compatible con la unidad de comunicación en la luminaria para extraer datos de las señales actuales.

6. El sistema (1) de iluminación exterior de muy baja tensión de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde al menos una de las luminarias comprende un regulador ("SMR") entre el circuito (23) rectificador y la fuente (22) de luz, para proporcionar una corriente y/o tensión constante a la fuente de luz.

7. El sistema (1) de iluminación exterior de muy baja tensión de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el suministro (5) de energía del sistema comprende un convertidor de energía (CA/CC) con un conector de entrada para conectar el convertidor de energía a un suministro de energía externa.

8. El sistema (1) de iluminación exterior de muy baja tensión de la reivindicación 7, en el que el suministro de energía externa es un suministro de energía de CA, como un suministro de energía principal, y el convertidor de energía (CA/CC) está dispuesto para transformar una tensión de CA recibida del suministro de energía externa a una tensión de CC constante.

9. El sistema (1) de iluminación exterior de muy baja tensión de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la tensión rectificada es una tensión de CC no pulsada, tal como una tensión de CC constante.

10. El sistema (1) de iluminación exterior de muy baja tensión de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la tensión de salida (Vsalida) es una tensión muy baja de seguridad.

11. El sistema (1) de iluminación exterior de muy baja tensión de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la amplitud de la tensión de salida (Vsalida) tiene un valor de 10 V o más, como 15 V o más, 21,2 V, por ejemplo.

12. Un procedimiento para proporcionar iluminación exterior de muy baja tensión, que comprende:

generar en una ubicación de suministro una muy baja tensión de salida y enviar la tensión de salida a un conductor (4) eléctrico;

transferir a través del conductor (4) la energía eléctrica a al menos una luminaria (2) exterior de muy baja tensión ubicada a una distancia del lugar de suministro;

recibir en la luminaria una tensión de suministro procedente del conductor y rectificar en la luminaria la tensión de suministro para obtener una tensión rectificada, y

conducir una fuente (22) de luz de la luminaria (2) con la tensión rectificada para generar luz al aire libre, caracterizado por

proporcionar a la muy baja tensión de salida una polaridad que se invierte periódicamente, en donde en cada polaridad la tensión de salida es constante.