Excitador para una cadena (STi) de diodos emisores de luz dispuestos en serie (D1i,

D2i, D3i) de los que almenos dos emiten luz que tiene espectros diferentes, comprendiendo el excitador:

- un suministro de potencia principal (PAi) que tiene salidas acopladas a lo largo de la cadena (STi) para suministraruna corriente principal (IAi) a la cadena (STi),

- al menos un suministro de potencia secundario (PBi) que se acopla a al menos una de las uniones (J1i) entrediodos emisores de luz sucesivos (D1i, D2i) en la cadena (STi) para suministrar o retirar una corriente en triángulo(IBi) de la unión (J1i), siendo la corriente en triángulo (IBi) menor que la corriente principal (IAi), estando dispuestosel suministro de potencia principal (PAi) y el suministro de potencia secundario (PBi) de tal manera que la corrienteprincipal es la corriente a través de al menos uno de dichos diodos emisores de luz y la suma de la corrienteprincipal y la corriente en triángulo es la corriente a través de al menos uno de dichos diodos emisores de luz, y

- un controlador (CO) para controlar el suministro de potencia secundario (PBi) para generar la corriente en triángulo(IBi) para obtener una composición espectral deseada de la luz mezclada emitida por la cadena (STi).

Excitación de diodos emisores de luz.

Campo de la invención

La invención se refiere a un excitador para una cadena de diodos emisores de luz dispuestos en serie, a un sistema de un excitador y la cadena de diodos emisores de luz, a una unidad de retroiluminación para iluminar un panel de visualización, a un sistema que comprende la unidad de retroiluminación y el panel de visualización, y a un aparato de visualización que comprende la unidad de retroiluminación y el panel de visualización.

Antecedentes de la invención

El documento WO 02/076150 A1 da a conocer un aparato que controla múltiples fuentes de luz cuya luz se mezcla para obtener luz de un color predeterminado. Un procesador compara la cantidad de luz detectada de cada una de las fuentes de luz con una cantidad deseada y controla a los excitadores de las fuentes de luz tal que las fuentes de luz producen el nivel de luz deseado. Las fuentes de luz son tres cadenas de diodos emisores de luz rojo, azul y verde (denominados también además como LED) , respectivamente. Cada cadena de LED se excita mediante un suministro de potencia en modo conmutado separado (denominado también además como SMPS) . El color de la luz mezclada se controla controlando una potencia suministrada por los tres SMPS. En una realización, un SMPS común está dispuesto enfrente de los tres SMPS que excitan las cadenas de LED de colores diferentes. Es una desventaja del aparato de la técnica anterior que se requieran tres SMPS para poder excitar las cadenas de LED de colores diferentes de modo que pueda controlarse su punto de color.

El documento US2005/0243022 da a conocer un excitador para una cadena LED RGB con un suministro de potencia de conmutación principal y conmutadores de derivación individual.

Sumario de la invención

Es un objeto de la invención minimizar el número de suministros de potencia principales requeridos para excitar los LED de colores diferentes mientras todavía puede ajustar la composición espectral de la luz mezclada resultante.

Un primer aspecto de la invención proporciona un excitador para una cadena de diodos emisores de luz dispuestos en serie según la reivindicación 1. Un segundo aspecto de la invención proporciona un sistema de un excitador y la cadena de diodos emisores de luz según la reivindicación 6. Un tercer aspecto de la invención proporciona una unidad de retroiluminación para iluminar un panel de visualización según la reivindicación 9. Un cuarto aspecto de la invención proporciona un sistema que comprende la unidad de retroiluminación y el panel de visualización según la reivindicación 10. Un quinto aspecto de la invención proporciona un aparato de visualización según la reivindicación

11. Se definen realizaciones ventajosas en las reivindicaciones dependientes.

Un excitador según el primer aspecto de la invención excita una cadena de LED dispuestos en serie. Al menos dos LED de la cadena emiten luz que tiene espectros diferentes. Por ejemplo, la cadena puede tener dos LED de los que un LED emite luz roja mientras que el otro LED emite luz azul. También puede hacerse referencia a los LED por su color, por tanto con un LED rojo se quiere decir un LED que emite luz roja. La cadena puede tener también al menos dos subcadenas de LED, teniendo los LED de cada una de las subcadenas el mismo color o espectro. Por ejemplo, la cadena puede tener una disposición en serie de 2 LED rojos y 4 LED azules. Alternativamente, la cadena puede tener 3 tipos de LED que emiten luz azul, roja y verde. Con una cadena de este tipo es posible hacer luz blanca. Alternativamente, la cadena puede comprender más de 3 tipos de LED tal como es habitual en visualizaciones de gama amplia.

El excitador comprende un suministro de potencia principal que tiene salidas acopladas a lo largo de la cadena de LED para suministrar una corriente principal a la cadena. Un suministro de potencia secundario está acoplado a al menos una de las uniones entre LED sucesivos en la cadena para suministrar o retirar una corriente en triángulo de la unión. Un controlador controla el suministro de potencia secundario para generar un valor de la corriente en triángulo de manera que se obtiene una composición espectral predeterminada de la luz mezclada emitida por la cadena. La corriente en triángulo se selecciona para ser menor que la corriente principal. Consecuentemente, la mayor parte de la corriente a través de los LED dispuestos en serie se suministra por el suministro de potencia principal. El suministro de potencia secundario suministra la corriente en triángulo menor y por tanto puede generar diferencias entre las corrientes a través de los LED de colores diferentes. Por tanto, en contraste a la técnica anterior en la que para cada cadena de LED de color diferente se requiere un suministro de potencia principal, se requiere en la presente invención sólo un único suministro de potencia principal para los LED que tienen colores diferentes (o dicho de manera más general: emitir luz que tiene espectros diferentes) . No obstante, todavía puede variarse o mantenerse constante el espectro de la luz con el tiempo, de manera que se obtiene una composición espectral deseada de la luz mezclada, controlando la corriente suministrada o retirada por el suministro de potencia secundario relativamente pequeño.

El suministro de potencia principal, que proporciona una corriente base a través de todos los LED de la cadena puede controlar el nivel de luz global, mientras que los suministros de potencia secundarios pueden controlar la composición espectral de la luz emitida por la cadena.

En una realización, el suministro de potencia principal comprende o es un SMPS. Consecuentemente, la mayoría de la corriente a través de los LED se genera con alta eficiencia. Las desventajas de un SMPS de este tipo, que es voluminoso, caro, lento y tiene un armónico de orden superior en la tensión de salida, se mitigan mediante los suministros de potencia secundarios. Los suministros de potencia secundarios, que pueden ser suministros de potencia lineales, tienen que suministrar una potencia relativamente pequeña, pueden ser baratos, rápidos y pueden compensar el armónico de orden superior del SMPS.

En una realización, el excitador comprende además una resistencia de detección dispuesta en serie con la cadena, y un comparador que compara una tensión detectada a lo largo de la resistencia de detección con una tensión de referencia. La señal de salida del comparador se usa para obtener una señal de control para controlar un conmutador principal del SMPS de manera que la corriente principal se estabiliza en un nivel predeterminado. El nivel predeterminado depende de la diferencia de las corrientes a través de LED de colores diferentes porque sólo la corriente común puede suministrarse por el SMPS.

En una realización, el suministro de potencia secundario comprende un suministro de potencia lineal controlable. Debido a que la corriente suministrada o extraída por el suministro de potencia secundario es mucho menor que la corriente suministrada por el primer suministro de potencia, la baja eficacia del suministro de potencia lineal no es un problema. El uso de un suministro de potencia lineal tiene la ventaja de que es posible una variación rápida y bien definida de la corriente suministrada. Además, el armónico de orden superior de un suministro de potencia lineal es mucho menor que el de un SMPS. Por tanto, el uso el suministro de potencia lineal tiene la ventaja de que el control de la composición espectral, que se determina predominantemente mediante la diferencia de las corrientes a través de LED de colores diferentes, puede controlarse de manera muy precisa.

En una realización, el suministro de potencia lineal comprende una fuente de corriente controlable. Una fuente de corriente de este tipo puede implementarse en un circuito integrado mediante un espejo de corriente.

En una realización, la cadena comprende al menos tres LED de colores diferentes para cubrir una gama de colores que incluye luz blanca. El controlador controla el suministro de potencia secundario para cambiar la corriente en triángulo para obtener un punto de color blanco predeterminado. Para tener completa libertad al controlar el punto de color blanco, debe ser controlable la tasa de las tres corrientes a través de los tres LED de colores diferentes. Por tanto, se ha añadido un suministro de potencia secundario adicional que está conectado a otra unión distinta de la unión ya mencionada. Debido a que sólo tiene que variarse... [Seguir leyendo]

1. Excitador para una cadena (STi) de diodos emisores de luz dispuestos en serie (D1i, D2i, D3i) de los que al menos dos emiten luz que tiene espectros diferentes, comprendiendo el excitador:

- un suministro de potencia principal (PAi) que tiene salidas acopladas a lo largo de la cadena (STi) para suministrar una corriente principal (IAi) a la cadena (STi) ,

- al menos un suministro de potencia secundario (PBi) que se acopla a al menos una de las uniones (J1i) entre diodos emisores de luz sucesivos (D1i, D2i) en la cadena (STi) para suministrar o retirar una corriente en triángulo (IBi) de la unión (J1i) , siendo la corriente en triángulo (IBi) menor que la corriente principal (IAi) , estando dispuestos el suministro de potencia principal (PAi) y el suministro de potencia secundario (PBi) de tal manera que la corriente principal es la corriente a través de al menos uno de dichos diodos emisores de luz y la suma de la corriente principal y la corriente en triángulo es la corriente a través de al menos uno de dichos diodos emisores de luz, y

- un controlador (CO) para controlar el suministro de potencia secundario (PBi) para generar la corriente en triángulo (IBi) para obtener una composición espectral deseada de la luz mezclada emitida por la cadena (STi) .

2. Excitador según la reivindicación 1, en el que el suministro de potencia principal (PAi) comprende un suministro de potencia en modo conmutado.

3. Excitador según la reivindicación 2, que comprende además una resistencia de detección (RSi) dispuesta en serie con la cadena (STi) , y un comparador (SMCi) para comparar una tensión detectada (VSi) a lo largo de la resistencia de detección (RSi) con una tensión de referencia (VRi) para obtener una señal de control (CS1i) para controlar un conmutador principal (SMSi) del suministro de potencia principal para estabilizar la corriente principal (IAi) .

4. Excitador según la reivindicación 1 ó 2, en el que el suministro de potencia secundario (PBi) comprende un suministro de potencia lineal controlable.

5. Excitador según la reivindicación 4, en el que el suministro de potencia lineal comprende una fuente de corriente controlable (CS1i) .

6. Sistema de un excitador según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores y la cadena (STi) de diodos emisores de luz dispuestos en serie (D1i, D2i, D3i) .

7. Sistema según la reivindicación 6, en el que la cadena (STi) comprende al menos tres diodos emisores de luz de colores diferentes (D1i, D2i, D3i) para cubrir una gama de colores que incluye luz blanca, y en el que el controlador (CO) está dispuesto para controlar el suministro de potencia secundario (PBi) para cambiar la corriente en triángulo (IBi) para obtener un punto de color blanco predeterminado.

8. Sistema según la reivindicación 6, que comprende además:

- una cadena adicional (STn) que comprende una disposición en serie de al menos dos diodos emisores de luz (D1n, D2n, D3n) que tienen espectros diferentes,

- un suministro de potencia principal adicional (PAn) que tiene salidas acopladas a lo largo de la cadena adicional (STn) para suministrar una corriente principal adicional (IAn) a la cadena adicional (STn) , y

- un suministro de potencia secundario adicional (PBn) que se acopla a al menos una de las uniones (J1n) entre diodos emisores de luz sucesivos (D1n, D2n) en la cadena adicional (STn) para suministrar o retirar una corriente en triángulo adicional (IBn) de la unión (J1n) , siendo la corriente en triángulo adicional (IBn) menor que la corriente principal adicional (IAn) , en el que

- el controlador (CO) está adaptado para controlar además el suministro de potencia secundario adicional (PBn) para cambiar la corriente en triángulo adicional (IBn) para obtener una composición espectral predeterminada de la luz mezclada emitida por la cadena adicional (STn) .

9. Unidad de retroiluminación (BLU) para un panel de visualización (PD) que comprende el sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en la que la luz emitida por la cadena (STi) , o la cadena (STi) y la cadena adicional (STn) , se dirige mediante la unidad de retroiluminación (BLU) para iluminar el panel de visualización (DP) .

10. Sistema que comprende la unidad de retroiluminación (BLU) según la reivindicación 9 y el panel de visualización (DP) .

11. Aparato de visualización que comprende el sistema según la reivindicación 10.