Especificación de módulo LED mejorado.

Un módulo de iluminación para linternas, el mencionado módulo de iluminación que comprende:

un diodo emisor de luz;

un circuito amplificador que incluye un termistor

, el mencionado termistor dispuesto para detectar el calor procedente del mencionado emisor de luz; y

un microchip que tiene una entrada y una salida, el mencionado circuito amplificador acoplado a la mencionada entrada, la mencionada salida acoplada a un dispositivo de conmutación que regula la energía suministrada al diodo emisor de luz basado en la detección del termistor.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2006/035764.

Solicitante: MAG INSTRUMENT INC..

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 2001 SOUTH HELLMANN AVENUE ONTARIO, CA 91761 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: WEST,STACEY H.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ILUMINACION > DISPOSITIVOS O SISTEMAS DE ILUMINACION PORTATILES... > F21L4/00 (Dispositivos con baterías o acumuladores eléctricos incorporadas)

PDF original: ES-2524608_T3.pdf

 

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Especificación de módulo LED mejorado.

Fragmento de la descripción:

Especificación de módulo LED mejorado Campo de la Invención

El campo de la presente Invención se refiere a un módulo de Iluminación que incluye un diodo emisor de luz (LED), y concierne particularmente a un regulador de energía, basado en un módulo LED térmicamente estable para su uso en dispositivos de mano de iluminación portátiles, tales como linternas.

Antecedentes de la Invención

Los LED se han utilizado en diversas aplicaciones, que incluyen iluminar relojes, transmitir información desde los mandos a distancia y formar imágenes en pantallas gigantes de televisión. Más recientemente, los LED se han utilizado en dispositivos de iluminación portátiles (tales como linternas), porque, entre otras cosas, los LED pueden durar más tiempo, producen luz de manera más eficiente y pueden ser más duraderos que las lámparas incandescentes de uso común en las linternas convencionales. Por otra parte, debido a que las linternas que utilizan lámparas incandescentes dominan el campo, se han diseñado módulos LED (un módulo que utiliza un LED como fuente de luz) que se pueden adaptar a las linternas existentes.

Un problema al simplemente sustituir una lámpara incandescente de una linterna existente con un módulo LED, sin más, es que falla al funcionar el LED a su capacidad potencial de Iluminación en un estado térmicamente estable.

Se sabe que los LED producen más luz con un aumento de la corriente directa. En situaciones en las que la tensión disponible es abundante, el LED se puede llevar cerca de su máximo valor de la corriente directa para producir más luz. Sin embargo, cuando la tensión disponible se limita o se agota con el tiempo, como en el caso de una linterna con pilas, puede no ser posible el suministro de una corriente directa cerca del valor máximo del LED. Existe una preocupación similar si la pila o pilas contenidas en una linterna existente proporcionan demasiada tensión, ofreciendo de esta forma una corriente directa por encima del valor máximo del LED, lo que resultará en daños al LED.

Otro problema al reemplazar simplemente una lámpara incandescente de una linterna existente con un módulo LED es que falla al abordar las consecuencias térmicas asociadas con los LEDs. Aunque los LEDs producen luz de manera más eficiente que sus equivalentes Incandescentes, los LEDs generan significativamente más calor. Por lo tanto, se necesita la disipación efectiva del calor para mantener la temperatura del LED dentro de sus límites de diseño. Se describe una manera eficaz de disipar el calor generado por una fuente de luz en una linterna en una solicitud en tramitación, 1/922.714, titulada Improved LED Flashllght, presentada el 2 de agosto de 24, que se incorpora en la presente memoria por referencia.

Sin embargo, en el caso de un módulo LED que se diseña para la adaptación, la linterna existente en la que se utiliza el módulo LED puede no ser capaz de disipar suficientemente el aumento de calor que se produce debido al LED. La mayoría de los LEDs han previsto la vida y la capacidad lumínica sobre la condición de mantener una temperatura de funcionamiento del LED prescrita. SI no se mantiene esta temperatura, la vida y/o la intensidad de la luz generada por el LED disminuye. Por consiguiente, si la linterna existente en la que se ha actualizado el módulo LED es insuficiente en esta consideración, el módulo LED por sí mismo debe auto-controlar la cantidad de calor que genera el LED para asegurar que no se daña el LED o los componentes electrónicos que pueden controlar el LED.

Los módulos LED existentes han tratado de abordar el problema de la disipación térmica mediante la limitación de la corriente suministrada al LED a un valor constante en un nivel seguro muy por debajo de su capacidad potencial de emisión de luz. Sin embargo, este enfoque hace un uso ineficiente de la capacidad de iluminación del LED y nunca se consigue el potencial completo de la iluminación del LED.

El documento de EEUU 6 161 91A describe un módulo de este tipo de iluminación para linternas, el mencionado módulo de iluminación comprende un diodo emisor de luz; un circuito amplificador que incluye un sensor de temperatura y el mencionado sensor de temperatura se dispone para detectar el calor de dicho diodo emisor de luz.

Compendio de la Invención

La presente invención implica un módulo de iluminación que es de regulación de energía y térmicamente auto- estabilizante, y que es capaz de adaptarse en una linterna existente.

En una realización, el módulo de iluminación incluye un LED, un circuito amplificador y un microchip. El circuito amplificador tiene un termistor dispuesto para detectar el calor del LED. El microchip se acopla al circuito amplificador y a un dispositivo de conmutación para regular la energía que se suministra al LED. El dispositivo de conmutación puede ser parte de un circuito elevador, un circuito compensador o un circuito inversor.

En una segunda realización, el módulo de iluminación incluye una carcasa conductora, un LED y una placa de circuito. La placa de circuito incluye un circuito modular que se acopla eléctricamente al LED. El circuito está, al menos parcialmente, contenido dentro de la cavidad de la carcasa y también tiene un termistor para detectar el calor

del LED. El termlstor se puede acoplar a un circuito amplificador. La ganancia del circuito amplificador se puede ajustar según la temperatura detectada por el termistor. La salida del circuito amplificador también puede ser la entrada a un mlcrochip.

En otra realización, el módulo puede tener un circuito modular que se configura para regular la energía que se suministra al LED basándose en la temperatura detectada por el LED. En todavía otra realización, el módulo LED puede tener un circuito modular que Incluye un circuito regulador de energía y un circuito amplificador termosensible.

Breve descripción de los dibujos

La FIGURA 1A es un diagrama de un circuito de una realización de un circuito principal de un dispositivo electrónico.

La FIGURA 1B es una vista en sección de una linterna que incorpora el circuito principal de la FIGURA 1A.

La FIGURA 2 es una vista en sección ampliada de la sección delantera de la linterna de la FIGURA 1B.

La FIGURA 3 es un diagrama del circuito de una realización de un circuito modular.

La FIGURA 4A es una vista en sección de un módulo LED que implementa el circuito modular de la FIGURA 3. La FIGURA 4B es una vista en despiece de un módulo LED que implementa el circuito modular de la FIGURA 3. La FIGURA 4C es una vista en perspectiva de un módulo LED que implementa el circuito modular de la FIGURA 3.

La FIGURA 5 es un diagrama del circuito de una segunda realización de un circuito modular.

La FIGURA 6 es un diagrama del circuito de una tercera realización de un circuito modular.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

Volviendo ahora a los dibujos, como se muestra en la FIGURA 1A, una representación esquemática de una realización de un circuito principal 7 de un dispositivo electrónico incluye una fuente de alimentación 2, un interruptor principal 4 y un módulo LED 4. Preferiblemente, la energía de la fuente de alimentación 2 maneja el módulo LED 4, y el interruptor principal 4 controla la energía que se suministra al módulo LED 4. En una realización de la presente invención, el interruptor principal 4 simplemente permite o interrumpe la energía disponible de la fuente de alimentación 2 que alcanza al módulo LED 4.

Haciendo referencia a la FIGURA 1B, el circuito principal 7 se muestra en una realización de una linterna 1. La linterna 1 Incluye un cilindro 12, un conjunto 2 de tapa trasera, un conjunto de cabeza 3, el módulo... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un módulo de iluminación para linternas, el mencionado módulo de iluminación que comprende:

un diodo emisor de luz;

un circuito amplificador que incluye un termistor, el mencionado termistor dispuesto para detectar el calor procedente del mencionado emisor de luz; y

un microchip que tiene una entrada y una salida, el mencionado circuito amplificador acoplado a la mencionada entrada, la mencionada salida acoplada a un dispositivo de conmutación que regula la energía suministrada al diodo emisor de luz basado en la detección del termistor.

2. Un módulo de iluminación de la reivindicación 1, en el que el mencionado dispositivo de conmutación es parte de un circuito elevador.

3. Un módulo de iluminación de la reivindicación 1, en el que el mencionado dispositivo de conmutación es parte de un circuito compensador.

4. Un módulo de iluminación de la reivindicación 1, en el que el mencionado dispositivo de conmutación es parte de un circuito inversor.

5. Un módulo de iluminación de la reivindicación 1, en el que el mencionado dispositivo de conmutación es un MOSFET.

6. Un módulo de iluminación de la reivindicación 1, en el que el mencionado microchip se configura para hacer funcionar el dispositivo de conmutación de tal manera que se suministran desde 875 mA a 93 mA al diodo emisor de luz cuando el mencionado termistor detecta de 2°C a 3°C.

7. Un módulo de iluminación de la reivindicación 1, en el que el mencionado microchip se configura para hacer funcionar el dispositivo de conmutación de tal manera que se suministran desde 88 mA a 91 mA al diodo emisor de luz cuando el mencionado termistor detecta de 23°C a 27°C.

8. Un módulo de iluminación de la reivindicación 1, en el que el mencionado microchip se configura para hacer funcionar el dispositivo de conmutación de tal manera que se suministran 9 mA al diodo emisor de luz cuando el mencionado termistor detecta 25°C.

9. Un módulo de iluminación de la reivindicación 1, en el que el mencionado microchip se configura para regular la energía que se suministra al mencionado diodo emisor de luz al ajustar el ciclo de trabajo del conmutador del mencionado dispositivo de conmutación.

1. Un módulo de iluminación de la reivindicación 1, en el que el mencionado microchip se configura para hacer funcionar el dispositivo de conmutación de tal manera que se suministran desde 33 mA a 45 mA al diodo emisor de luz cuando el mencionado termistor detecta de 8°C a 1°C.

11. Un módulo de iluminación de la reivindicación 1, en el que el mencionado microchip se configura para hacer funcionar el dispositivo de conmutación de tal manera que se suministran desde 33 mA a 37 mA al diodo emisor de luz cuando el mencionado termistor detecta de 9°C a 1°C.

12. Un módulo de iluminación de la reivindicación 1, en el que el mencionado microchip se configura para hacer funcionar el dispositivo de conmutación de tal manera que se suministran substancialmente 33 mA al diodo emisor de luz cuando el mencionado termistor detecta 1°C.

13. Un módulo de iluminación de la reivindicación 1, en el que el mencionado microchip es un microprocesador.

14. Un módulo de iluminación de la reivindicación 1, en el que el mencionado microchip es un circuito integrado.

15. Un módulo de iluminación de la reivindicación 1, en el que el mencionado microchip se alimenta mediante una fuente de alimentación, en el que la energía de la mencionada fuente de alimentación se agota con el tiempo.

16. Un módulo de iluminación según la reivindicación 1, el módulo que comprende:

una carcasa conductora que incluye un primer extremo, un segundo extremo y una cavidad;

un diodo emisor de luz dispuesto en el primer extremo de la mencionada carcasa conductora; y

una placa de circuito que incluye un circuito modular acoplado eléctricamente al mencionado diodo emisor de

luz, la mencionada placa de circuito contenida, al menos parcialmente, dentro de la cavidad de la mencionada

carcasa, teniendo el mencionado circuito modular un termistor para detectar calor procedente del mencionado

diodo emisor de luz.

17. Un módulo de iluminación de la reivindicación 16, en el que el mencionado termistor se acopla a un circuito amplificador.

18. Un módulo de iluminación de la reivindicación 16, en el que el mencionado circuito modular se acopla eléctricamente a la mencionada carcasa conductora.

19. Un módulo de iluminación de la reivindicación 16, en el que el mencionado termistor se acopla a un circuito amplificador, en el que la ganancia del circuito amplificador se ajusta según la temperatura detectada por el mencionado termistor.

2. Un módulo de iluminación de la reivindicación 19 que además incluye un microchip configurado para regular la energía que fluye al mencionado diodo emisor de luz, en el que la salida del mencionado circuito amplificador se introduce al mencionado microchip.

21. Un módulo de iluminación de la reivindicación 2, en el que el mencionado microchip se acopla a un circuito elevador.

22. Un módulo de iluminación de la reivindicación 2, en el que el mencionado microchip se acopla a un circuito compensador.

23. Un módulo de iluminación de la reivindicación 2, en el que el mencionado microchip se acopla a un circuito inversor.

24. Un módulo de iluminación según la reivindicación 1 que comprende:

un módulo LED para una linterna; una carcasa conductora

un LED dispuesto en un extremo de la mencionada carcasa;

un circuito modular contenido en la mencionada carcasa acoplado eléctricamente al mencionado LED, el mencionado circuito modular configurado para regular la energía que se suministra al LED basado en la temperatura detectada en el LED.

25. Un módulo LED de la reivindicación 24, en el que el mencionado circuito modular incluye un termistor para detectar la temperatura del LED.

26. Un módulo LED de la reivindicación 24, en el que el mencionado termistor tiene un coeficiente de resistencia negativo.

27. Un módulo LED de la reivindicación 24, en el que el mencionado circuito modular incluye un circuito amplificador, en el que la ganancia del mencionado circuito amplificador es una función de la temperatura detectada del LED.

28. Un módulo LED de la reivindicación 27, en el que el mencionado circuito modular incluye un circuito elevador que se regula según la ganancia del mencionado circuito amplificador.

29. Un módulo LED de la reivindicación 27, en el que el mencionado circuito modular incluye un circuito compensador que se regula según la ganancia del mencionado circuito amplificador.

3. Un módulo LED de la reivindicación 27, en el que el mencionado circuito modular incluye un circuito inversor que se regula según la ganancia del mencionado circuito amplificador.

31. Un módulo LED según la reivindicación 24 que comprende:

un circuito modular contenido en la mencionada carcasa acoplado eléctricamente al mencionado LED y a la mencionada carcasa conductora, incluyendo el mencionado circuito modular un circuito regulador de energía y un circuito amplificador termosensible

32. Un módulo LED de la reivindicación 31, en el que el mencionado circuito amplificador termosensible incluye un dispositivo detector de temperatura.

33. Un módulo LED de la reivindicación 32, en el que el mencionado dispositivo detector de temperatura es un termistor.

34. Un módulo LED de la reivindicación 31, en el que la salida del mencionado circuito amplificador termosensible es la entrada al mencionado circuito regulador de energía.

35. Un módulo LED de la reivindicación 34, en el que el mencionado circuito regulador de energía incluye un microchip y un circuito elevador.

36. Un módulo LED de la reivindicación 34, en el que el mencionado circuito regulador de energía incluye un

microchip y un circuito compensador.

37. Un módulo LED de la reivindicación 34, en el que el mencionado circuito regulador de energía incluye un microchip y un circuito inversor.