Un sistema de iluminación por módulo de diodo electroluminiscente,

LED, (100) que comprende:

- dos o más dispositivos LED múltiples-en-uno, MIO, (120), comprendiendo cada dispositivo MIO-LED (120) al menos tres LED (212, 214, 216, 312, 314, 316, 318) juntos en un cuerpo de alojamiento (210, 310) en el que:

a) las partes emisoras de luz de dichos al menos tres LEDs están encapsuladas en y conectadas por un material transparente sólido, y

b) dichos al menos tres LEDs (212, 214, 216, 312, 314, 316, 318) emiten cada uno un color de luz diferente, por lo que cada color se selecciona entre el grupo que consiste en azul, rojo, verde, amarillo, naranja, cian, morado, blanco y magenta,

- un procesador de señal digital, DSP (112), caracterizado por

- un convertidor digital-analógico, DAC, (124) para cada LED (212, 214, 216, 312, 314, 316, 318) o un conjunto de LEDs, en el que el sistema está configurado de manera que las señales del DSP (112) regulan el color y el brillo totales de la luz emitida por los dispositivos MIO-LED (120) controlando la potencia aplicada a cada LED (212, 214, 216, 312, 314, 316, 318) o conjunto de LEDs a través del DAC,

- el material transparente sólido comprende al menos un material de fósforo (228) que es activada por luz emitida desde uno o más de dichos LEDs, produciendo así una luz que tiene un espectro más amplio que el emitido por dicho LED de activación, y

- el material de fósforo (228) comprende uno o más de los fósforos enumerados en las Tablas 1, 2 ó 3, o un iluminador óptico

Iluminación con LED que tiene temperatura de color (CT) continua y ajustable, mientras se mantiene un CRI elevado.

Campo de la invención

La presente invención se refiere generalmente al campo de los dispositivos de iluminación formados por diodos electroluminiscentes. En particular, la presente invención se dirige a una plataforma mecánica y electrónica modular, autónoma y multifuncional para aplicaciones de iluminación con diodo electroluminiscente (LED) que tiene temperatura de color (CT) continua y ajustable y puede mantener un CRI elevado.

Antecedentes

Un LED es un dispositivo semiconductor que puede producir una emisión con un color brillante y alta eficacia a pesar de su pequeño tamaño. En el pasado, los LEDs se han aplicado principalmente a dispositivos de visualización. Por este motivo, el uso de LEDs como fuente luminosa para fines de iluminación todavía no se ha investigado y desarrollado suficientemente. Las publicaciones de patente DE-10-2005/022.832-A1 y WO-2005/030.903-A1 son ejemplos de LEDs de la técnica anterior para fines de iluminación. El documento US-2006/0.214.876-A1 desvela un dispositivo LED para retroiluminación de una pantalla. Para abrirse paso en el mercado de la iluminación, es beneficioso presentar al mercado un producto de iluminación que proporcione una motivación convincente para el uso del mismo. En particular, las actuales soluciones LED en el mercado de la iluminación son muy específicas de la aplicación y/o excesivamente voluminosas, es decir, demasiado complejas mecánica y técnicamente, para impulsar su uso general.

Por ejemplo, en una solución LED típica, los LEDs de la misma dictan uno o más diseños de placas de circuito impreso y a continuación los diseños de placas de circuito impreso dictan el diseño mecánico. El producto resultante es, por tanto, limitado debido a que su diseño está adaptado sólo para una aplicación, por ejemplo sólo para una lámpara de escritorio o una luz en el techo. Sus especificaciones de diseño no son adecuadas para otras aplicaciones de iluminación. Alternativamente, puede proporcionarse un producto genérico de iluminación con LED que está formado por componentes separados que requieren un montaje, por ejemplo productos electrónicos separados, fuentes de alimentación separadas, cableado separado y un sistema de control separado. En consecuencia, dicho diseño genérico es difícil de vender a un cliente porque requiere un conocimiento altamente técnico del mismo, que es disuasorio para el cliente. Dado que no es comprendido fácilmente por una persona no técnica (por ejemplo, un cliente), no es probable que este producto genérico de iluminación con LED se convierta en un estándar en el mercado de la iluminación. Por estos motivos, existe una necesidad de un producto genérico de iluminación con LED que proporcione facilidad de uso para una persona no técnica y que sea multifuncional, con el fin de proporcionar un producto de iluminación con LED que sea aceptado fácilmente en el mercado de la iluminación y que sea adecuado para múltiples aplicaciones de iluminación.

Breve descripción de los dibujos

La fig. 1 ilustra un diagrama de cromaticidad;

la fig. 2A ilustra un diagrama esquemático de un dispositivo LED múltiple-en-1 (MIO) (3-en-1) de acuerdo con una forma de realización de la invención;

la fig. 2B ilustra una vista desde arriba del dispositivo MIO-LED (3-en-1) según se representa en la fig. 2A;

la fig. 2C ilustra una vista en sección transversal del dispositivo MIO-LED (3-en-1) según se representa en la fig. 2A;

la fig. 3A ilustra un diagrama esquemático de un dispositivo MIO-LED (4-en-1) de otra forma de realización de la invención;

la fig. 3B ilustra una vista desde arriba del dispositivo MIO-LED (4-en-1) según se representa en la fig. 3A; y

la fig. 3C ilustra una vista en sección transversal del dispositivo MIO-LED (4-en-1) según se representa en la fig. 3A;

la fig. 4 ilustra un diagrama de bloques funcional de un sistema de módulo LED, de acuerdo con la invención;

la fig. 5 ilustra una vista frontal en perspectiva de un dispositivo LED modular, que aloja el sistema de módulo LED de la fig. 4;

la fig. 6 ilustra una vista posterior en perspectiva del dispositivo LED modular, que aloja el sistema de módulo LED de la presente invención;

las fig. 7A y 7B ilustran una primera y una segunda vista en perspectiva, respectivamente, de un montaje de PCB para formar el sistema de módulo LED de la presente invención;

la fig. 8 ilustra una vista en despiece ordenado de dispositivo LED modular, que aloja el sistema de módulo LED de la presente invención;

la fig. 9 ilustra una vista en sección transversal de dispositivo LED modular, que aloja el sistema de módulo LED de la presente invención;

la fig. 10 ilustra una vista frontal de un alojamiento/sumidero térmico del dispositivo LED modular que aloja el sistema de módulo LED de la presente invención;

la fig. 11 ilustra una configuración LED de ejemplo del sistema de módulo LED de la presente invención;

la fig. 12 ilustra un diagrama de flujo de un procedimiento de funcionamiento del sistema de módulo LED de la presente invención; y

la fig. 13 ilustra un circuito de LED para aumentar la eficacia;

la fig. 14 ilustra una configuración del dispositivo LED modular en la que un acoplador secundario proporciona potencia al mismo por medio de inducción;

la fig. 15 muestra una configuración en la que una fuente de alimentación c.c. proporciona potencia a un acoplador primario externo;

la fig. 17 muestra una fuente de alimentación inductiva; 2010 puede incluir circuitería adicional configurada para detectar la posición de la fuente luminosa en una cadena;

la fig. 18 muestra un riel común que suministra potencia de alta frecuencia directamente a un acoplador primario;

la fig. 19 muestra un riel común que suministra potencia de la red eléctrica (c.a.) o potencia c.c. indirectamente a un acoplador primario.

Resumen de algunas formas de realización de invención

Una forma de realización de la presente invención es un sistema de iluminación por módulo de diodo electroluminiscente, LED, (100) que comprende:

- dos o más dispositivos LED múltiples en uno, MIO, (120), comprendiendo cada dispositivo MIO-LED (120) al menos tres LEDs (212, 214, 216, 312, 314, 316, 318) juntos en un cuerpo de alojamiento (210, 310) en el que:

a) las partes emisoras de luz de dichos al menos tres LEDs están encapsuladas y conectadas por un material transparente sólido, y

b) dichos al menos tres LEDs (212, 214, 216, 312, 314, 316, 318) emiten cada uno un color de luz diferente, de manera que cada color se selecciona entre el grupo que consiste en azul, rojo, verde, amarillo, naranja, cian, morado, blanco y magenta,

- un procesador de señal digital, DSP (112), y

- un convertidor digital-analógico, DAC, (124) para cada LED (212, 214, 216, 312, 314, 316, 318) o un conjunto de LEDs, en el que el sistema está configurado de manera que las señales del DSP (112) regulan el color y el brillo global de luz emitida por los dispositivos MIO-LED (120) controlando la potencia aplicada a cada LED (212, 214, 216, 312, 314, 316, 318) o conjunto de LEDs a través del DAC.

Otra forma de realización de la presente invención es un sistema de módulo LED (100) según se describe anteriormente, en el que el material transparente sólido comprende al menos un material de fósforo (228) que es activado por luz emitida desde uno o más de dichos LEDs, produciendo así luz que tiene un espectro más ancho que la emitida por dicho LED de activación.

Otra forma de realización de la presente invención es un sistema de módulo LED (100) según se describe anteriormente, en el que el material de fósforo (228) comprende uno o más de los fósforos enumerados en las Tablas 1, 2 ó 3, o un abrillantador óptico.

Otra forma de realización de la presente invención es un sistema de módulo LED (100) según se describe anteriormente, en el que:

- al menos un LED en un dispositivo MIO-LED (120) emite luz azul, y

- el material de fósforo (228) es fósforo de itrio-aluminio-granate, YAG.

Otra forma de realización de la presente invención es un sistema de módulo LED (100) según se describe anteriormente, en el que dicho DSP (112)...

1. Un sistema de iluminación por módulo de diodo electroluminiscente, LED, (100) que comprende:

- dos o más dispositivos LED múltiples-en-uno, MIO, (120), comprendiendo cada dispositivo MIO-LED (120) al menos tres LED (212, 214, 216, 312, 314, 316, 318) juntos en un cuerpo de alojamiento (210, 310) en el que:

a) las partes emisoras de luz de dichos al menos tres LEDs están encapsuladas en y conectadas por un material transparente sólido, y

b) dichos al menos tres LEDs (212, 214, 216, 312, 314, 316, 318) emiten cada uno un color de luz diferente, por lo que cada color se selecciona entre el grupo que consiste en azul, rojo, verde, amarillo, naranja, cian, morado, blanco y magenta,

- un procesador de señal digital, DSP (112), caracterizado por

- un convertidor digital-analógico, DAC, (124) para cada LED (212, 214, 216, 312, 314, 316, 318) o un conjunto de LEDs, en el que el sistema está configurado de manera que las señales del DSP (112) regulan el color y el brillo totales de la luz emitida por los dispositivos MIO-LED (120) controlando la potencia aplicada a cada LED (212, 214, 216, 312, 314, 316, 318) o conjunto de LEDs a través del DAC,

- el material transparente sólido comprende al menos un material de fósforo (228) que es activada por luz emitida desde uno o más de dichos LEDs, produciendo así una luz que tiene un espectro más amplio que el emitido por dicho LED de activación, y

- el material de fósforo (228) comprende uno o más de los fósforos enumerados en las Tablas 1, 2 ó 3, o un iluminador óptico

2. Sistema de módulo LED (100) según la reivindicación 1, en el que:

- al menos un LED en un dispositivo MIO-LED (120) emite luz azul, y

- el material de fósforo (228) es fósforo de itrio-aluminio-granate, YAG.

3. Sistema de módulo LED (100) según la reivindicación 1 ó 2, en el que dicho DSP (112) está configurado para controlar la potencia aplicada a cada LED (212, 214, 216, 312, 314, 316, 318) o conjunto de LEDs, de manera que el color y el brillo de la luz emitida es el mismo para cada dispositivo MIO-LED (120).

4. Sistema de iluminación por módulo LED (100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende además un modulador de anchura de pulsos, PWM, un conmutador (126) para controlar la potencia aplicada a cada LED (212, 214, 216, 312, 314, 316, 318) o un conjunto de LEDs, mediante el uso de señales del DSP (112), preferentemente cuando el DSP está configurado para controlar el conmutador de PWM (126) para ajustar la potencia suministrada a dos o más LEDs del mismo color presentes en dispositivos MIO-LED separados (120), cuando dichos dos o más LEDs emiten tonos diferentes de dicho color.

5. Sistema de iluminación por módulo LED (100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el DSP está configurado para controlar el DAC para ajustar la potencia suministrada a dos o más LEDs del mismo color presentes en dispositivos MIO-LED separados (120), cuando dichos dos o más LEDs emiten tonos diferentes de dicho color, preferentemente cuando dichos dos o más LEDs del mismo color no se han agrupado mediante ordena- ción.

6. Sistema de módulo LED (100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende además uno o más sensores de temperatura (130) configurados para proporcionar información de temperatura del módulo al DSP (112).

7. Sistema de módulo LED (100) según la reivindicación 6, en el que el DSP (112) está configurado para controlar la potencia aplicada a cada LED (212, 214, 216, 312, 314, 316, 318) o conjunto de LEDs de un dispositivo MIO-LED (120) basándose en la información de temperatura recibida de los sensores de temperatura (130), de manera que el color y el brillo de la luz emitida desde cada dispositivo MIO-LED (120) se mantiene cuando existen cambios en la temperatura.

8. Sistema de módulo LED (100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende además una fuente de alimentación (116) configurada para suministrar potencia a los LEDs (212, 214, 216, 312, 314, 316, 318) y otros componentes, preferentemente en el que dicha fuente de alimentación (116) tiene una pluralidad de salidas de tensión c.c., suministrando, cada una, una tensión diferente para corresponderse con la tensión nominal para un LED emisor del color (212, 214, 216, 312, 314, 316, 318).

9. Sistema de módulo LED (100) según la reivindicación 8, en el que dicha fuente de alimentación (116) está configurada para adaptar su nivel de salida, para al menos un color dependiente, a la salida de luz requerida, controlado por el DSP.

10. Sistema de módulo LED (100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el DSP (112) está configurado para vigilar continuamente la potencia suministrada a cada LED (212, 214, 216) con el fin de mantener el color y el brillo proporcionados por cada dispositivo MIO-LED (120), preferentemente, en el que el color y el brillo se mantienen según relaciones entre corriente y comportamiento del color, y/o datos de salida de luz frente a temperatura.

11. Sistema de módulo LED (100) según la reivindicación 10, en el que dichas relaciones se almacenan como datos dentro del dispositivo de almacenamiento (128) cuando está presente.

12. Sistema de módulo LED (100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que la temperatura de color, CT, de la luz emitida es ajustable.

13. Sistema de módulo LED (100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, capaz de emitir luz que proporciona un alto índice de reproducción de los colores, CRI.

14. Dispositivo LED modular (201) que comprende un alojamiento y uno o más sistemas de módulo LED (100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, por el que:

- se dispone una matriz de dispositivos MIO-LED (120) como una superficie emisora de luz

- se proporciona un medio mecánico para apilar dos o más dispositivos LED modulares (201).

15. Dispositivo LED modular (201) según la reivindicación 14, por el que dicho medio de alineamiento mecánico alinea las superficies emisoras de luz respectivas para proyectar luz hacia la misma dirección, preferentemente, en el que el alojamiento comprende un material de interfaz que puede usarse para hacer contacto con otros materiales conductores del calor, de manera que se transfiera calor desde el dispositivo más fácilmente.