DISPOSITIVO DE FUENTE DE ALIMENTACIÓN PARA ELEMENTOS DE LUZ Y PROCEDIMIENTO PARA SUMINISTRAR POTENCIA A ELEMENTOS DE LUZ.

Dispositivo de fuente de alimentación para elementos de luz que tienen diferentes colores que comprende una unidad (12) de fuente de alimentación,

un primer elemento (30) de luz que tiene un primer color, un segundo y un tercer elementos (34, 38) de luz que tienen un segundo y un tercer colores que difieren entre sí y del primer color, seleccionados para cubrir una determinada gama de colores junto con el primer elemento de luz, y un conmutador (42) controlable acoplado en serie a dicho tercer elemento (38) de luz, en el que dicha conexión en serie de dicho tercer elemento (38) de luz con dicho conmutador (42) controlable está dispuesta en paralelo a dicho segundo elemento (34) de luz, caracterizado porque dicha unidad (12) de fuente de alimentación comprende dos subunidades (14, 16) de fuente de alimentación en modo conmutado, que tienen una primera y una segunda salidas (20, 22), respectivamente, acoplándose dicho primer elemento (30) de luz a dicha primera salida (20) y acoplándose dichos segundo y tercer elementos (34, 38) de luz a dicha segunda salida (22), dicha unidad (12) de fuente de alimentación está adaptada para proporcionar una primera y una segunda señales de salida ajustables independientemente, para proporcionar potencia a dicha primera y segunda salidas (20, 22), dichos segundo y tercer elementos (34, 38) de luz y dicha unidad (12) de fuente de alimentación están adaptados para que dicho tercer elemento (38) de luz irradie luz cuando el conmutador (42) está cerrado y el segundo elemento de luz irradie luz cuando el conmutador está abierto

La presente invención se refiere a un dispositivo de fuente de alimentación para elementos de luz que comprende una unidad de fuente de alimentación, teniendo un primer elemento de luz un primer color, preferiblemente blanco, teniendo un segundo y un tercer elementos de luz un segundo y tercer colores, preferiblemente para ajustar el color del primer elemento de luz, y un conmutador controlable acoplado a dicho tercer elemento de luz. La invención también se refiere a un procedimiento para suministrar potencia a los elementos de luz, preferiblemente que tienen diferentes colores.

Se conoce un dispositivo de fuente de alimentación tal como se mencionó anteriormente, por ejemplo, a partir del documento US 2003/0112229 A1. Este documento describe un accionador para diodos emisores de luz (LED) de colores. El accionador comprende una conexión en serie de un primer LED y un conmutador y una segunda conexión en serie de dos LED, en el que ambas conexiones en serie están conectadas en paralelo. Además, el accionador comprende un tercer LED que está dispuesto entre la línea de entrada y salida del circuito. Finalmente, se proporciona una inductancia en serie para las dos conexiones en serie mencionadas anteriormente de modo que se proporcionan la inductancia y ambas conexiones en serie en paralelo al tercer LED. Se conoce otro dispositivo de fuente de alimentación para elementos de luz a partir del documento US2005/002188 A1.

Una de las desventajas de este tipo de circuito es que el primero y el segundo LED no pueden irradiar luz de manera estática si el conmutador está abierto. El primer y el segundo LED no pueden hacerse funcionar independientemente entre sí de modo que la gama de colores que puede lograrse mezclando los colores del primer y el segundo LED es limitada.

Generalmente, los elementos de luz en forma de diodos emisores de luz (LED) adquieren cada más importancia en una diversidad de campos en los que se requieren funciones de iluminación. Puesto que los LED están disponibles en diferentes colores, particularmente en rojo, azul y verde, es posible alcanzar cada color en el triángulo de color formado por el color primario y por tanto cubrir una determinada parte de la gama de colores total mediante una operación de mezclado. Para fijar la contribución de luz deseada de cada uno de los colores primarios, por ejemplo, rojo, azul y verde, es necesario un circuito de accionador o fuente de alimentación particular. Además, los circuitos de LED son especialmente adecuados para aplicaciones en las que un color base (por ejemplo, blanco) tiene que ajustarse en determinados sentidos (frío, cálido). Se espera que una gran parte del mercado de iluminación con LED sea en lámparas blancas con características de color limitadas.

Los circuitos de accionador conocidos usan diferentes unidades de fuente de alimentación o fuentes de corriente para cada LED, de modo que es posible suministrar la potencia deseada al LED respectivo para lograr el brillo necesario.

Sin embargo, la previsión de una pluralidad de fuentes de alimentación es muy costosa.

Por motivos de eficacia, las denominadas fuentes de alimentación en modo conmutado (SMPS) se usan ampliamente para accionar LED. Habitualmente todos los LED están conectados a algunos medios de accionador (es decir, conmutadores) que permiten el control del flujo de corriente a través de los LED individuales. Como resultado, cada LED requiere su propio conmutador. Además, tiene que haber la posibilidad de controlar la corriente para cada LED (es decir, fijarlo en un valor nominal o fijarlo en un determinado valor que pueda ser variable con el tiempo).

En vista de lo anterior también se desea proporcionar un dispositivo de fuente de alimentación y un circuito de accionador que tengan un número reducido de conmutadores para controlar al menos tres LED necesarios para alcanzar un color predeterminado con los LED.

Por tanto, es un objeto de la presente invención proporcionar un dispositivo de fuente de alimentación para elementos de luz tal como se mencionó anteriormente que tenga un número mínimo de conmutadores sin tener ninguna restricción con respecto a la gama de colores que puede lograrse.

Este objeto se resuelve, por ejemplo, mediante el dispositivo de fuente de alimentación mencionado anteriormente, en el que dicha unidad de fuente de alimentación tiene una primera y una segunda salidas, acoplándose dicho primer elemento de luz a dicha primera salida y acoplándose dichos segundo y tercer elementos de luz a dicha segunda salida, y un conmutador controlable acoplado a dicho tercer elemento de luz, dicha unidad de fuente de alimentación está adaptada para proporcionar señales de salida ajustables a dicha primera y dicha segunda salidas, y dichos segundo y tercer elementos de luz y dicha unidad de fuente de alimentación están adaptados para que dicho tercer elemento de luz irradie luz cuando el conmutador está cerrado. Dicha unidad de fuente de alimentación comprende dos subunidades de fuente de alimentación en modo conmutado. Las señales de salida pueden ajustarse independientemente. Alternativamente, las señales de salida pueden ajustarse en una relación predeterminada entre sí.

Según la presente invención, la unidad de fuente de alimentación proporciona dos señales de salida ajustables para controlar al menos tres elementos de luz diferentes. Uno de los tres elementos de luz puede alimentarse de manera continua por la primera señal de salida mientras que el segundo y tercer elementos de luz pueden alimentarse por la segunda señal de salida. La potencia de la segunda señal de salida puede distribuirse entre el segundo y el tercer elementos de luz usando un solo conmutador. Cuando el conmutador está abierto, al segundo elemento de luz se le suministra la potencia completa de la segunda señal de salida. Cuando el conmutador está cerrado, el tercer elemento de luz recibe parcial o completamente la potencia de la segunda señal de salida.

**(Ver fórmula)**

Por tanto, el dispositivo de fuente de alimentación de la invención sólo usa un conmutador para controlar tres elementos de luz. Esto permite reducir los costes globales del dispositivo de fuente de alimentación. Además, si el primer elemento de luz es el que tiene la mayor contribución a la salida de luz total y por tanto puede esperarse que consuma la mayor cantidad de potencia, pueden reducirse las pérdidas puesto que no se requiere ningún conmutador. El segundo y tercer elementos de luz comparten una segunda salida de la unidad de fuente de alimentación y están controlados sólo por un conmutador de modo que también se reducen los costes.

En una realización preferida, el segundo y tercer elementos de luz están adaptados para que sólo dicho tercer elemento de luz y no dicho segundo elemento de luz irradie luz cuando el conmutador está cerrado.

Es decir, en otras palabras, la potencia suministrada por la segunda salida de la unidad de fuente de alimentación no se divide entre el segundo y tercer elementos de luz, sino que se suministra totalmente al tercer elemento de luz. Esto por ejemplo puede realizarse por elementos de luz que tienen diferentes tensiones de funcionamiento, siendo la tensión de funcionamiento del tercer elemento de luz menor que la tensión de funcionamiento del segundo elemento de luz.

Esta medida tiene la ventaja de que el segundo y el tercer elementos de luz pueden controlarse independientemente usando sólo un conmutador. Además es posible mezclar todos los colores posibles con ambos elementos de luz, de modo que la gama de colores global que puede lograrse con los tres elementos de luz se extiende adicionalmente en comparación con una solución en la que el segundo elemento de luz siempre recibe al menos una parte de la potencia independientemente del estado (activado o desactivado) del conmutador.

En una realización preferida adicional, al menos uno de dichos elementos de luz comprende al menos un diodo emisor de luz (LED).

El uso de LED como elementos de luz tiene la ventaja de que es posible una diversidad de aplicaciones. Particularmente, si el primer elemento de luz comprende LED de color blanco como la fuente de luz predominante y el segundo y tercer elementos de luz comprenden LED rojo y azul, respectivamente, el usuario puede fijar el punto de color del dispositivo desde un color blanco frío hasta un color blanco cálido. Sin embargo, el dispositivo de fuente de alimentación de la invención también puede hacerse funcionar con LED rojo, verde y azul, para lograr cualquier color controlando... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de fuente de alimentación para elementos de luz que tienen diferentes colores que comprende una unidad (12) de fuente de alimentación,

un primer elemento (30) de luz que tiene un primer color,

un segundo y un tercer elementos (34, 38) de luz que tienen un segundo y un tercer colores que difieren entre sí y del primer color, seleccionados para cubrir una determinada gama de colores junto con el primer elemento de luz, y

un conmutador (42) controlable acoplado en serie a dicho tercer elemento (38) de luz, en el que dicha conexión en serie de dicho tercer elemento (38) de luz con dicho conmutador (42) controlable está dispuesta en paralelo a dicho segundo elemento (34) de luz, caracterizado porque dicha unidad (12) de fuente de alimentación comprende dos subunidades (14, 16) de fuente de alimentación en modo conmutado, que tienen una primera y una segunda salidas (20, 22), respectivamente, acoplándose dicho primer elemento (30) de luz a dicha primera salida (20) y acoplándose dichos segundo y tercer elementos (34, 38) de luz a dicha segunda salida (22), dicha unidad (12) de fuente de alimentación está adaptada para proporcionar una primera y una segunda señales de salida ajustables independientemente, para proporcionar potencia a dicha primera y segunda salidas (20, 22), dichos segundo y tercer elementos (34, 38) de luz y dicha unidad (12) de fuente de alimentación están adaptados para que dicho tercer elemento

(38) de luz irradie luz cuando el conmutador (42) está cerrado y el segundo elemento de luz irradie luz cuando el conmutador está abierto.

2. Dispositivo de fuente de alimentación según la reivindicación 1, caracterizado porque dichos segundo y tercer elementos (34, 38) de luz están adaptados para que sólo dicho tercer elemento (38) de luz y no dicho segundo elemento (34) de luz irradie luz cuando el conmutador (42) está cerrado.

3. Dispositivo de fuente de alimentación según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque dicha fuente (12) de alimentación comprende una primera y una segunda fuentes (15, 17) de corriente asignadas a la primera salida (20) y la segunda salida (22), respectivamente.

4. Dispositivo de fuente de alimentación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el nivel de salida de dicha segunda salida (22) está ajustado de manera síncrona al conmutador (42) para suministrar diferentes señales al segundo y al tercer elementos de luz.

5. Dispositivo de fuente de alimentación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se proporciona al menos un sensor (60) óptico para medir las características de luz de los elementos de luz y para transmitir una señal de control a un controlador (50) adaptado para controlar la potencia suministrada a los elementos de luz.

6. Dispositivo de fuente de alimentación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se proporciona un sensor (64) de temperatura para proteger el sistema frente a un exceso de temperatura y para compensar variaciones de luz de los elementos de luz a diferentes temperaturas.

7. Dispositivo de fuente de alimentación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se proporciona al menos un elemento (70, 72) de almacenamiento de energía y se asigna a al menos uno de dichos segundo y tercer elementos de luz.

8. Dispositivo de fuente de alimentación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se proporciona un primer elemento (70) de almacenamiento de energía y se asigna a dicho segundo elemento (34) de luz, se proporciona un segundo elemento (72) de almacenamiento de energía y se asigna a dicho tercer elemento (38) de luz, y se proporciona un elemento de desacoplamiento, preferiblemente un diodo (74), y se asigna a dicho primer o dicho segundo elementos de almacenamiento de energía.

9. Dispositivo de fuente de alimentación según la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque se proporciona al menos uno de dichos elementos (70, 72) de almacenamiento de energía como condensador.

10. Procedimiento para suministrar potencia a elementos de luz, de diferentes colores, que comprende las etapas:

proporcionar una unidad (12) de fuente de alimentación que tiene primera y segunda subunidades (14, 16) de fuente de alimentación en modo conmutado que proporcionan potencia con una primera y una segunda señal en su primera y segunda salidas (20, 22) respectivas;

proporcionar un primer elemento (30) de luz que tiene un primer color y suministrarle dicha primera señal desde dicha primera salida (20) de la primera subunidad (14) de fuente de alimentación en modo conmutado,

proporcionar un segundo elemento (34) y un tercer elemento (38) de luz, teniendo ambos elementos de luz un segundo y un tercer colores diferentes, seleccionados para cubrir una determinada gama de colores junto con el primer elemento de luz,

**(Ver fórmula)**

proporcionar un conmutador (42) controlable en serie al tercer elemento (38) de luz, para activar y desactivar el tercer elemento de luz,

en el que dicha conexión en serie de dicho conmutador (42) controlable con dicho tercer elemento (38) de luz está dispuesta en paralelo con dicho segundo elemento (34) de luz,

suministrar a dichos segundo y tercer elementos (34, 38) de luz dicha segunda señal desde dicha segunda salida de dicha segunda subunidad (16) de fuente de alimentación en modo conmutado,

en el que dichos segundo y tercer elementos (34, 38) de luz y dicha unidad (12) de fuente de alimentación se seleccionan para que el tercer elemento (38) de luz emita luz si el conmutador está cerrado y el segundo elemento (34) de luz emita luz si dicho conmutador (42) controlable está abierto.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque en un modo de funcionamiento estático se mantiene el conmutador (42) en un estado de conmutación y se varía la relación de la amplitud de potencia suministrada al segundo o tercer elementos de luz a la amplitud de potencia suministrada al elemento de luz para lograr el color total deseado.

12. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque en un modo de funcionamiento dinámico se activa y se desactiva de manera continua el conmutador con un determinado ciclo de trabajo para alcanzar un color mezclado para ajustar el color total.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque se cambia la amplitud de potencia suministrada al segundo y tercer elementos de luz en relación con el estado de conmutación del conmutador.

14. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, caracterizado porque se varía la relación de la amplitud de potencia suministrada al segundo o tercer elementos de luz a la amplitud de potencia suministrada al primer elemento de luz para lograr el color total deseado y se varían las amplitudes de potencia suministradas por la primera subunidad y la segunda subunidad para lograr el brillo deseado.

15. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, caracterizado porque se proporciona al menos un elemento de almacenamiento de energía para al menos uno de dichos segundo y tercer elementos de luz para suministrar energía durante periodos en los que no se recibe energía desde una fuente de alimentación, y se selecciona el ciclo de conmutación del conmutador para ser lo suficientemente alto para evitar el parpadeo para el ojo humano.