DISPOSICIÓN DE CIRCUITO Y PROCEDIMIENTO PARA HACER FUNCIONAR UNA DISPOSICIÓN DE CIRCUITO.

Montaje (1) de circuito, que comprende - una conexión para una fuente (10) de corriente para proporcionar una corriente (I) eléctrica constante al montaje de circuito,

- al menos un primer dispositivo (12, 14) eléctrico y al menos un segundo dispositivo (14, 16) eléctrico, conectado en serie con el mismo, como montaje de circuito - al menos un conmutador (22, 24) de semiconductor para controlar dicho primer dispositivo (12, 14) eléctrico, y que comprende al menos una puerta (g), una fuente (s) y un drenaje (d), y conectado en paralelo con dicho primer dispositivo (12, 14) eléctrico por medio del drenaje (d) y la fuente (s), - una unidad (30) de control dispuesta para proporcionar una primera señal de control al conmutador (22, 24) de semiconductor y una segunda señal de control a dicho segundo dispositivo (14, 16) eléctrico, en el que dicho segundo dispositivo (14, 16) eléctrico está presente aguas abajo de dicho primer dispositivo (12, 14) eléctrico y dicho conmutador (22, 24) de semiconductor, en la dirección de un flujo de corriente cuando está en uso la disposición de circuito, en el que al menos está previsto un componente (40, 42, 50, 52) eléctrico entre la puerta (g) y la fuente (d), componente eléctrico a través del cual se desarrolla una diferencia de tensión cuando se envía una corriente (I, I1, I2) a través del componente, en el que además la primera señal de control comprende una primera señal (I1) de corriente de control para la puerta (g) y para el componente (40, 42, 50, 52) eléctrico, en el que la primera señal (I1) de corriente de control se suma sustancialmente a la corriente (I) eléctrica, proporcionando una corriente (I+I1) aumentada a través de dicho segundo dispositivo (14, 16) eléctrico, en el que la unidad (30) de control se adapta a la segunda señal de control en función de la primera señal de control, para corregir la influencia de la primera corriente (I1) de control sumada sobre el segundo dispositivo (14, 16) eléctrico

La presente invención se refiere a un montaje de circuito, que comprende una conexión para una fuente de corriente eléctrica para proporcionar una corriente eléctrica constante al montaje de circuito, al menos un primer dispositivo eléctrico y al menos un segundo dispositivo eléctrico, conectado en serie con el mismo, al menos un conmutador de semiconductor para controlar dicho primer dispositivo eléctrico, y que comprende al menos una puerta, una fuente y un drenaje, y conectado en paralelo con dicho primer dispositivo eléctrico por medio del drenaje y la fuente, y una unidad de control dispuesta para proporcionar una primera señal de control al conmutador de semiconductor y una segunda señal de control a dicho segundo dispositivo eléctrico, en el que dicho segundo dispositivo eléctrico está presente aguas abajo de dicho primer dispositivo eléctrico y dicho conmutador de semiconductor, en la dirección de un flujo de corriente cuando está en uso la disposición de circuito.

Se conoce bien una conexión en serie de dispositivos eléctricos controlados por transistor. Por ejemplo, el documento US 6.153.980 da a conocer una serie de LED que tiene una disposición de conmutador de derivación activa, en la que una pluralidad de LED conectados en serie tienen cada uno una derivación activa, tal como un MOSFET de potencia, conectada a su través. Un circuito lógico digital está conectado a cada conmutador de derivación y sirve para activar de manera secuencial las derivaciones activas.

Las conexiones en serie de dispositivos eléctricos son útiles, porque la corriente eléctrica que pasa a través de cada dispositivo es la misma. Puesto que el rendimiento de muchos tipos de dispositivos eléctricos depende de la corriente, esta conexión en serie constituye una característica útil para establecer las condiciones de trabajo eléctrico para los dispositivos.

Cuando se usan conmutadores de semiconductor activo en una disposición de circuito de conexión en serie de dispositivos eléctricos, surge el problema siguiente. El conmutador de semiconductor está conectado en paralelo con el dispositivo o dispositivos eléctrico(s) con su fuente y su drenaje, mientras que su puerta no está conectada de esta forma. El conmutador necesita una cierta diferencia de tensión entre su puerta y fuente con el fin de que esté en un estado cerrado o abierto, para determinar por tanto si derivar o no el dispositivo eléctrico. Sin embargo, la tensión en la fuente de un conmutador de semiconductor particular depende del estado de los dispositivos eléctricos aguas arriba de ese conmutador de semiconductor particular, y especialmente de otros conmutadores de semiconductor aguas arriba de ese conmutador de semiconductor particular. Por tanto, basándose simplemente en proporcionar una tensión particular en la puerta, la diferencia de tensión mencionada anteriormente no está bien definida, lo que constituye una desventaja. Por ejemplo, puede ocurrir que el conmutador de semiconductor sea parcialmente conductor, lo que significa que hay una pérdida de energía no deseada en el conmutador, y una situación no deseada.

Un objeto de la presente invención es proporcionar una disposición de circuito del tipo mencionado en el preámbulo, que pueda proporcionar un control mejorado con respecto al rendimiento del/de los dispositivo(s) eléctrico(s) controlado(s) por conmutador de semiconductor.

Dicho objeto se logra según la invención con una disposición de circuito del tipo mencionado anteriormente, en la que al menos está previsto un componente eléctrico entre la puerta y la fuente, componente eléctrico a través del cual se desarrolla una diferencia de tensión cuando se envía una corriente a través del componente, en la que además la primera señal de control comprende una señal de corriente de control para la puerta y para el componente eléctrico, en la que la primera señal de corriente de control se suma sustancialmente a la corriente eléctrica, proporcionando una corriente aumentada a través de dicho segundo dispositivo eléctrico, en la que la unidad de control está dispuesta para adaptar la segunda señal de control en función de la primera señal de control, para corregir la influencia de la primera corriente de control sumada sobre el segundo dispositivo eléctrico.

Generalmente, las formas de proporcionar una diferencia de tensión bien definida que se basan en proporcionar una corriente a través de un componente eléctrico interfieren con la ventaja mencionada anteriormente de una corriente igual para cada dispositivo eléctrico en la conexión en serie, porque esa corriente se suma necesariamente a la corriente a través de la conexión en paralelo del dispositivo eléctrico y la conexión fuente-drenaje del conmutador de semiconductor. Según la invención, se hace uso de una tensión local, flotante que crea una diferencia de tensión bien definida a través del conmutador de semiconductor, mientras que el efecto de la señal de corriente a través del componente eléctrico y a la conexión en serie de dispositivos eléctricos se corrige porque la unidad de control adapta las señales de control para cada conmutador de semiconductor aguas abajo del conmutador que se está considerando. Debe observarse que esta tensión flotante es particularmente útil en conexiones en serie de grandes números de dispositivos, puesto que de otro modo cada vez se hace más difícil suministrar una tensión de fuente bien definida para el transistor, porque las tensiones absolutas cambiarán en función de las señales de control aguas arriba.

Debe observarse que proporcionar simplemente una tensión “absoluta” en la fuente o drenaje del conmutador no es fiable, también porque en los casos en los que muchos dispositivos eléctricos están conectados en serie, tal como a menudo es el caso para por ejemplo aplicaciones de múltiples LED, el valor absoluto de dicha tensión equivaldrá al número de LED por la tensión de LED, lo que puede llegar a ser de varios cientos de voltios. Muchos conmutadores de semiconductor no pueden tolerar esto, por ejemplo debido a especificaciones o normas de seguridad.

**(Ver fórmula)**

Según la presente invención, se conoce el efecto de la corriente extra en los dispositivos eléctricos conectados en serie aguas abajo, puesto que sólo depende de las propiedades del componente eléctrico y de la señal de corriente, que se conocen. Por tanto, es posible que la unidad de control prediga el efecto de las señales de corriente aguas arriba en la corriente aguas abajo. Las señales de control para conmutadores aguas abajo se adaptan en función de este conocimiento, tal como con una tabla de consulta. Más adelante se describirán otros procedimientos.

Aunque es suficiente cuando se proporciona una conexión a una fuente de alimentación, puede ser incluso más ventajoso proporcionar e incluir una fuente de alimentación. Preferiblemente, la fuente de alimentación comprende una fuente de corriente que proporciona una corriente sustancialmente constante.

En principio, en la presente invención se permiten todos los tipos de conmutador de semiconductor, tal como un transistor bipolar. Sin embargo, la invención es muy ventajosa para una disposición de circuito, en la que el conmutador de semiconductor comprende un conmutador de transistor de puerta aislada. En particular, el conmutador de transistor de puerta aislada comprende un JFET (junction field-effect transistor, transistor de efecto de campo de unión) o un MOSFET (metal–oxide–semiconductor field-effect transistor, transistor de efecto de campo semiconductor de óxido metálico). En estos casos, los efectos y ventajas pueden resultar evidentes, porque el tiempo de subida de estos conmutadores depende de la corriente entre puerta y fuente, puesto que en primer lugar debe cargarse (o descargarse) una capacitancia de la puerta-fuente con el fin de que el transistor pueda conmutar desde un estado no conductor hasta uno conductor (o viceversa). Cuando la corriente aplicada es muy baja, puede llevar un tiempo relativamente largo, lo cual no es deseable. La invención permite un buen control a lo largo de este periodo de tiempo, pudiendo adaptar el diseño de circuito hacia un comportamiento de conmutador deseado, tal como se explicará más adelante. Se observa en este caso que la señal de corriente naturalmente se divide entre el componente eléctrico a través del cual se produce una tensión, y la puerta del conmutador de semiconductor. Sin embargo, en casi todos los casos, la corriente de puerta (fuga) es muy inferior a la corriente a través del componente eléctrico, por lo que la corriente... [Seguir leyendo]

1. Montaje (1) de circuito, que comprende

- una conexión para una fuente (10) de corriente para proporcionar una corriente (I) eléctrica constante al montaje de circuito,

- al menos un primer dispositivo (12, 14) eléctrico y al menos un segundo dispositivo (14, 16) eléctrico, conectado en serie con el mismo, como montaje de circuito

- al menos un conmutador (22, 24) de semiconductor para controlar dicho primer dispositivo (12, 14) eléctrico, y que comprende al menos una puerta (g), una fuente (s) y un drenaje (d), y conectado en paralelo con dicho primer dispositivo (12, 14) eléctrico por medio del drenaje (d) y la fuente (s),

- una unidad (30) de control dispuesta para proporcionar una primera señal de control al conmutador (22, 24) de semiconductor y una segunda señal de control a dicho segundo dispositivo (14, 16) eléctrico,

en el que dicho segundo dispositivo (14, 16) eléctrico está presente aguas abajo de dicho primer dispositivo (12, 14) eléctrico y dicho conmutador (22, 24) de semiconductor, en la dirección de un flujo de corriente cuando está en uso la disposición de circuito,

en el que al menos está previsto un componente (40, 42, 50, 52) eléctrico entre la puerta (g) y la fuente (d), componente eléctrico a través del cual se desarrolla una diferencia de tensión cuando se envía una corriente (I, I1, I2) a través del componente,

en el que además la primera señal de control comprende una primera señal (I1) de corriente de control para la puerta (g) y para el componente (40, 42, 50, 52) eléctrico,

en el que la primera señal (I1) de corriente de control se suma sustancialmente a la corriente (I) eléctrica, proporcionando una corriente (I+I1) aumentada a través de dicho segundo dispositivo (14, 16) eléctrico,

en el que la unidad (30) de control se adapta a la segunda señal de control en función de la primera señal de control, para corregir la influencia de la primera corriente (I1) de control sumada sobre el segundo dispositivo (14, 16) eléctrico.

2. Disposición de circuito según la reivindicación 1, en la que el conmutador (22, 24, 26) de semiconductor comprende un conmutador de transistor de puerta aislada.

3. Disposición de circuito según la reivindicación 2, en la que el conmutador (22, 24, 26; 44, 54) de transistor de puerta aislada comprende un JFET o un MOSFET.

4. Disposición de circuito según cualquier reivindicación anterior, en la que el componente eléctrico comprende un resistor (42, 44).

5. Disposición de circuito según la reivindicación 4, en la que la resistencia tiene un valor de entre 0,5 y 500 k, preferiblemente entre 1 y 100 k.

6. Disposición de circuito según cualquier reivindicación anterior, en la que el segundo dispositivo (14, 16) eléctrico comprende un conmutador (54) de semiconductor de puerta aislada adicional, para controlar dicho segundo dispositivo (14) eléctrico, y que comprende al menos una puerta (g), una fuente (s) y un drenaje (d), y conectado en paralelo con dicho segundo dispositivo (14) eléctrico por medio del drenaje (d) y la fuente (s).

7. Disposición de circuito según cualquier reivindicación anterior, en la que el dispositivo eléctrico primero y/o segundo comprende un LED (12, 14).

8. Disposición de circuito según cualquier reivindicación anterior, en la que la señal de control primera y/o segunda comprende una señal de corriente modulada por ancho de impulso que tiene un ciclo de trabajo.

9. Disposición de circuito según la reivindicación 8, en la que el ciclo de trabajo de la segunda señal de control depende de la primera señal de control.

10. Disposición de circuito según cualquier reivindicación anterior, que comprende una pluralidad de dispositivos (12, 14, 16) eléctricos primeros y segundos, que están conectados en serie, y una pluralidad de conmutadores (22, 24, 26) de semiconductor que están conectados cada uno en paralelo con uno o más de la pluralidad de dispositivos (12, 14, 16) eléctricos primeros y segundos,

en la que la unidad (30) de control está dispuesta para proporcionar a cada uno de los conmutadores de semiconductor una señal de control respectiva, comprendiendo cada señal de control una señal de corriente de control que se suma a la corriente (I) eléctrica, y

**(Ver fórmula)**

en la que la unidad (30) de control está dispuesta además para adaptar la señal de control respectiva de cada conmutador (24, 26) de semiconductor particular en función de todas las señales de control respectivas para todos los conmutadores (22, 24) de semiconductor aguas arriba de dicho conmutador (24, 26) de semiconductor particular, para corregir las influencias de las señales de corriente de control sumadas.

11. Disposición de circuito según cualquier reivindicación anterior, comprendiendo la disposición de circuito un dispositivo (12, 14, 16) eléctrico primero, segundo y tercero, conectados en serie, y teniendo conectados cada uno en paralelo a los mismos un conmutador (22, 24, 26) de semiconductor primero, segundo y tercero que puede recibir una señal de control primera, segunda y tercera respectivas de una unidad (30) de control,

en la que la primera señal de control comprende una primera señal (I1) de corriente de control, sumándose sustancialmente la primera señal (I1) de corriente de control a la corriente (I) eléctrica, proporcionando una corriente (I+I1) aumentada,

en la que la segunda señal de control comprende una segunda señal (I2) de corriente de control, en la que la segunda señal (I2) de corriente de control se suma sustancialmente a la corriente (I) eléctrica, proporcionando una corriente (I+I2) aumentada,

en la que la unidad (30) de control está dispuesta para adaptar la segunda señal de control en función de la primera señal de control, para corregir la influencia de la primera corriente (I1) de control sumada, y

en la que la unidad (30) de control está dispuesta para adaptar la tercera señal de control en función de la segunda señal de control, para corregir la influencia de la segunda corriente (I2) de control sumada.

12. Procedimiento para hacer funcionar una disposición (1) de circuito con al menos un primer dispositivo (12) eléctrico y al menos un segundo dispositivo (14, 16) eléctrico conectado en serie con el mismo, por medio de un conmutador (22; 44) de semiconductor para controlar dicho primer dispositivo (12) eléctrico, comprendiendo el conmutador de semiconductor al menos una puerta (g), una fuente (s) y un drenaje (d), y conectado en paralelo con dicho primer dispositivo (12) eléctrico por medio del drenaje y la fuente, en la que dicho segundo dispositivo (14, 16) eléctrico está presente aguas abajo de dicho primer dispositivo (12) eléctrico y dicho conmutador (22; 44) de semiconductor, en la dirección de un flujo de corriente constante de una corriente (I) eléctrica cuando está en uso la disposición de circuito,

comprendiendo el procedimiento

- proporcionar una primera señal de control entre la puerta (g) y la fuente (s), que conmuta el conmutador (22; 44) de semiconductor, para controlar el primer dispositivo (12) eléctrico, comprendiendo la primera señal de control una primera señal (I1) de corriente de control, sumándose sustancialmente la primera señal (I1) de corriente de control a la corriente (I) eléctrica, proporcionando una corriente (I+I1) aumentada a través de dicho segundo dispositivo (14, 16) eléctrico;

- proporcionar una segunda señal de control para controlar el segundo dispositivo (14, 16) eléctrico,

determinándose la segunda señal de control en función de la primera señal de control, para corregir la influencia de la primera corriente (I1) de control sumada sobre el segundo dispositivo (14, 16) eléctrico.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, en el que la disposición de circuito es la disposición (1) de circuito según cualquiera de las reivindicaciones 1-10.

14. Procedimiento según la reivindicación 12 ó 13, en el que proporcionar la primera señal (I1) de control comprende proporcionar un elemento (42, 52) resistivo entre la puerta (g) y la fuente (s) y proporcionar una señal de corriente a través del elemento (42, 52) resistivo,

y en el que la segunda señal (I2) de control se determina en función del valor de la señal (I1) de corriente.

15. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 12-14, en el que se proporciona una pluralidad de dispositivos eléctricos primeros y segundos, que están conectados en serie, así como una pluralidad de conmutadores de semiconductor, que están conectados cada uno en paralelo con uno o más de la pluralidad de dispositivos eléctricos primeros y segundos, y que reciben cada uno una señal de control respectiva, comprendiendo cada señal de control una señal de corriente de control que se suma a la corriente (I) eléctrica, en el que la señal de control respectiva de cada conmutador (14, 16) de semiconductor particular se determina en función de todas las señales de control respectivas para todos los conmutadores (12) de semiconductor aguas arriba de dicho conmutador (14, 16) de semiconductor particular, para corregir las influencias de las señales de corriente de control sumadas.