Activador de LED.

Un sistema de activación de LED (1), que comprende:

una fuente de corriente

(4) para suministrar una corriente de alimentación eléctrica (i) a una disposición en paralelo de un conmutador paralelo (20) y un LED (10),

estando destinado el conmutador paralelo (20) a cortocircuitar el LED (10) cuando el conmutador paralelo (20) está cerrado,

un controlador (15) configurado para generar durante el uso:

una primera señal de control (E) para controlar la fuente de corriente (4) para pasar de un modo de regulación en el que la corriente de alimentación eléctrica (i) se regula para tener un nivel medio distinto de cero a un modo de decrecimiento en el que la corriente de alimentación eléctrica (i) decrece durante un periodo de decrecimiento (Td), y

una segunda señal de control (CS0) para controlar que el conmutador paralelo (20) se abra durante un periodo de apertura (To) que comprende un subperiodo del periodo de decrecimiento (Td).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/IB2012/054791.

Solicitante: KONINKLIJKE PHILIPS N.V.

Inventor/es: HEERINGA, SCHELTE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICAS ELECTRICAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR > CALEFACCION ELECTRICA; ALUMBRADO ELECTRICO NO PREVISTO... > Fuentes de luz electroluminiscente > H05B33/08 (Circuitos no adaptados a aplicaciones particulares)

PDF original: ES-2535832_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Activador de LED

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La invención se refiere a un sistema de activación de LED (diodo de emisión de luz) , a una lámpara que comprende tal sistema de activación de LED y a un procedimiento para activar un LED.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

El documento WO 2010/128845 da a conocer una unidad de control para un ensamblado de LED y un sistema de iluminación. Un convertidor reductor suministra una corriente de alimentación eléctrica a una disposición en serie de LED. Los LED pueden graduarse encendiendo y apagando el convertidor reductor con un ciclo de trabajo de alimentación eléctrica particular. Esta graduación mediante el ciclo de trabajo de alimentación eléctrica (lo que también se denomina control PWM) se aplica a todos los LED de la cadena y por tanto no permite graduar los LED de manera individual. Como alternativa, un conmutador de LED asociado está dispuesto junto con cada uno de los LED. Así, los tiempos de encendido y apagado de los conmutadores de LED pueden ser diferentes para diferentes LED. Cuando el interruptor de LED está abierto, la corriente fluye a través del LED, y cuando el conmutador de LED está cerrado, la corriente fluye a través del conmutador de LED. El LED se graduará más si el conmutador de LED se cierra durante un porcentaje de tiempo más largo. Los conmutadores de LED se controlan mediante un microprocesador a través de convertidores de nivel asociados. En una realización, la graduación de los LED se obtiene mediante una combinación de graduación de los conmutadores LED mediante ciclos de trabajo y reduciendo la corriente de alimentación eléctrica. En este enfoque, la corriente de alimentación eléctrica suministrada por el convertidor reductor se estabiliza en diferentes niveles de manera que junto con la graduación de los conmutadores de LED mediante ciclos de trabajo pueden generarse etapas de mayor intensidad.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

Un objeto de la invención es proporcionar un sistema de activación de LED que permita etapas de intensidad de luz más pequeñas.

Un primer aspecto de la invención proporciona un sistema de activación de LED según la reivindicación 1. Un segundo aspecto de la invención proporciona una lámpara según la reivindicación 13. Un tercer aspecto de la invención proporciona un procedimiento para activar un LED según la reivindicación 14. Realizaciones ventajosas se definen en las reivindicaciones dependientes.

El sistema de activación de LED según la invención comprende una fuente de corriente que suministra una corriente de alimentación eléctrica a una disposición en paralelo de un conmutador paralelo y un LED. El conmutador paralelo es uno de los conmutadores de LED de la técnica anterior. En lugar de un único LED con su conmutador paralelo asociado, puede usarse una cadena de LED con sus conmutadores paralelos asociados, como se describe en la técnica anterior. El conmutador paralelo cortocircuita el LED cuando está cerrado generando así una corriente sustancialmente nula a través del LED.

Un controlador controla el conmutador paralelo y la fuente de corriente de modo que la fuente de corriente se activa y suministra una corriente de alimentación eléctrica media regulada que es sustancialmente constante durante un periodo de tiempo. Este periodo de tiempo también se denomina periodo de corriente constante. Los conmutadores paralelos pueden controlarse mediante PWM (modulación por anchura de impulsos) , como se describe en la técnica anterior. Este enfoque de la técnica anterior se implementa puesto que el color y la intensidad de luz de un LED (potencia) solo se definen correctamente en un único punto de funcionamiento especificado en el que una corriente directa particular fluye a través del LED. Por tanto, si el color y la intensidad de luz del LED son muy importantes, el LED debe hacerse funcionar con esta corriente exactamente, y la graduación debe llevarse a cabo solamente mediante la modulación de encendido/apagado PWM. Sin embargo, un LED activado por una fuente de corriente constante y modulado mediante PWM con una señal de encendido/apagado PWM de 16 bits tiene una relación de graduación de 65535:1. En un despertador luminoso, esta relación de graduación es insuficiente ya que la etapa inicial de cero a 1/65535 es claramente visible y podría afectar negativamente al funcionamiento del despertador luminoso. Durante el periodo de corriente constante, el nivel de la corriente suministrada por la fuente de corriente activa puede modularse para que tenga diferentes niveles constantes.

Según la presente invención, el controlador controla la fuente de corriente para suministrar una corriente de alimentación eléctrica decreciente durante un periodo de tiempo de decrecimiento que sigue al periodo de corriente constante. El controlador controla el conmutador paralelo para que se abra durante un periodo de apertura que comprende un subperiodo del periodo de decrecimiento. Este enfoque permite abrir el conmutador paralelo durante cualquier periodo de tiempo durante el periodo de decrecimiento en el que la corriente decrece desde su valor regulado (relativamente alto) hasta un valor relativamente bajo, por ejemplo cero. Por tanto, a diferencia de la técnica anterior, es posible proporcionar un mayor número de niveles de alta intensidad abriendo el conmutador paralelo durante el periodo de decrecimiento.

Para las intensidades de luz más bajas, el conmutador paralelo solo se abre durante el periodo de decrecimiento y no durante el periodo en que la corriente se regula para que tenga el nivel constante deseado.

La corriente de alimentación eléctrica empieza a decrecer hacia cero en cuanto la fuente de corriente se desactive al final del periodo de corriente constante o se regule de manera activa para suministrar una corriente de alimentación eléctrica decreciente. Abriendo el conmutador paralelo durante al menos un subperiodo de tiempo del periodo de decrecimiento, es posible suministrar cualquier nivel de corriente entre el nivel máximo que se produce durante el periodo de corriente constante y cero. El número de niveles de corriente y, por tanto, de niveles de intensidad que pueden obtenerse de esta manera puede seleccionarse fácilmente para que sea muy alto seleccionando de manera apropiada la duración del periodo de decrecimiento y la precisión de tiempo del periodo de apertura. Este enfoque que consiste en abrir el conmutador paralelo durante el periodo de decrecimiento puede combinarse con el control PWM conocido, donde el conmutador paralelo se abre con un ciclo de trabajo deseado durante el periodo de corriente constante.

El controlador puede implementarse en un único dispositivo de hardware (normalmente un circuito integrado) o puede ser un bloque funcional en un único dispositivo de hardware, o puede comprender uno o más bloques funcionales en diferentes dispositivos de hardware.

Pueden conseguirse los mismos efectos ventajosos con una lámpara que comprende el controlador de sistema de activación de LED y los LED en un alojamiento apropiado que ajusta la aplicación de la lámpara. Una lámpara de este tipo puede usarse como un despertador luminoso, pero puede tener cualquier otro uso en el que se desee una graduación con pequeñas etapas de intensidad. El sistema de activación de LED puede comprender el controlador, la fuente de corriente y el LED.

En una realización, la duración del periodo de decrecimiento se define desde el instante en que la corriente de alimentación eléctrica empieza a decrecer hasta que la corriente de alimentación eléctrica llega al nivel cero. Si la duración del periodo de apertura es corta, como se requiere para intensidades muy bajas, no es posible obtener diferentes niveles medios de corriente a través... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un sistema de activación de LED (1) , que comprende:

una fuente de corriente (4) para suministrar una corriente de alimentación eléctrica (i) a una disposición en paralelo de un conmutador paralelo (20) y un LED (10) , estando destinado el conmutador paralelo (20) a cortocircuitar el LED (10) cuando el conmutador paralelo (20) está cerrado, un controlador (15) configurado para generar durante el uso:

una primera señal de control (E) para controlar la fuente de corriente (4) para pasar de un modo de regulación en el que la corriente de alimentación eléctrica (i) se regula para tener un nivel medio distinto de cero a un modo de decrecimiento en el que la corriente de alimentación eléctrica (i) decrece durante un periodo de decrecimiento (Td) , y una segunda señal de control (CS0) para controlar que el conmutador paralelo (20) se abra durante un periodo de apertura (To) que comprende un subperiodo del periodo de decrecimiento (Td) .

2. Un sistema de activación de LED (1) según la reivindicación 1, en el que, durante el uso, el periodo de decrecimiento (Td) dura desde el instante en que la corriente de alimentación eléctrica (i) empieza a decrecer hasta que la corriente de alimentación eléctrica (i) es cero.

3. Un sistema de activación de LED (1) según la reivindicación 1, en el que el controlador (15) está configurado para controlar que el periodo de apertura (To) sea un subperiodo del periodo de decrecimiento (Td) .

4. Un sistema de activación de LED (1) según la reivindicación 3, en el que el controlador (15) está configurado para controlar el momento en que se produce el periodo de apertura (To) dentro del periodo de decrecimiento (Td) y/o la duración del periodo de apertura (To) .

5. Un sistema de activación de LED (1) según la reivindicación 1, configurado para, durante un modo de graduación, en el orden mencionado, controlar repetidamente la fuente de corriente (4) para:

(i) suministrar la corriente de alimentación eléctrica media constante distinta de cero (i) ,

(ii) obtener la corriente de alimentación eléctrica decreciente (i) durante el periodo de decrecimiento (i) y controlar que el conmutador paralelo (20) se abra durante el periodo de apertura (To) .

6. Un sistema de activación de LED (1) según la reivindicación 5, que comprende un generador de reloj (151) para suministrar una señal de reloj (CLK) con un periodo de reloj (Tclk) a un circuito sincronizado (150) , en el que el circuito sincronizado (150) está configurado para cambiar el instante de inicio del periodo de apertura (To) en periodos de decrecimiento (Td) consecutivos con un múltiplo entero (N1) del periodo de reloj (Tclk) para obtener una intensidad de luz variable generada por el LED (10) en los periodos de decrecimiento (Td) consecutivos.

7. Un sistema de activación de LED (1) según la reivindicación 5, en el que el circuito sincronizado (150) está configurado para controlar que el periodo de apertura (To) tenga una duración que sea un múltiplo entero (N2) del periodo de reloj (Tclk) .

8. Un sistema de activación de LED (1) según la reivindicación 1, en el que la fuente de corriente (14) comprende una fuente de alimentación conmutada (4) que comprende un inductor (42) para suministrar la corriente de alimentación eléctrica (i) a la disposición en paralelo del conmutador paralelo (20) y el LED (10) .

9. Un sistema de activación de LED (1) según la reivindicación 8, en el que la fuente de alimentación conmutada (4) comprende además un conmutador de modo conmutado (41) y un diodo de circulación libre (43) , en el que una disposición en serie del inductor (42) y el conmutador de modo conmutado (41) está acoplada a una fuente de tensión de alimentación eléctrica (16) a través del LED (10) , y en el que una disposición en serie del diodo (43) y el conmutador de modo conmutado (41) está acoplada a la tensión de alimentación eléctrica (16) y en el que el diodo (43) está polarizado para transportar la corriente de alimentación eléctrica (i) que fluye a través del inductor (42) cuando el conmutador de modo conmutado (41) está abierto.

10. Un sistema de activación de LED (1) según la reivindicación 1, que comprende un conmutador paralelo adicional (21; 22) destinado a disponerse en paralelo con un LED adicional (11; 12) , donde el conmutador paralelo adicional (21; 22) está dispuesto en serie con la disposición serie del primer conmutador paralelo (20) mencionado y la fuente de corriente (4) , en el que el controlador (15) está configurado además para controlar que el conmutador adicional (11; 12) se abra durante un periodo de apertura adicional (To) que es un subperiodo adicional del periodo de decrecimiento (Td) .

11. Un sistema de activación de LED (1) según la reivindicación 1, que comprende además el LED (10) .

12. Un sistema de activación de LED (1) según la reivindicación 10, que comprende además el primer LED mencionado 5 (10) y el LED adicional (11; 12) .

13. Una lámpara que comprende un sistema de activación de LED como el reivindicado en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

1.

14. Un procedimiento de activación de un LED (10) en un sistema en el que:

el LED (10) y una fuente de corriente (4) están dispuestos en serie, y un conmutador paralelo (20) está dispuesto en paralelo con el LED (10) para cortocircuitar el LED (10) cuando el conmutador paralelo (20) está cerrado, comprendiendo el procedimiento:

controlar (15) que la fuente de corriente (4) pase de un modo de regulación en el que la corriente de alimentación eléctrica (i) se regula para que tenga un nivel medio distinto de cero a un modo de decrecimiento en el que la corriente de alimentación eléctrica (i) decrece durante un periodo de decrecimiento (Td) , y controlar (15) que el conmutador paralelo (20) se abra durante un periodo de apertura (To) que comprende un subperiodo del periodo de decrecimiento (Td) .