Lámparas de señalización LED con funcionamiento de corriente constante.

Un circuito electrico (1) para una !ampere de señalización LED,

que comprende medios para conmutar entre una luminosidad de nivel bajo, en particular una luminosidad de nivel deoperación nocturno, y una luminosidad de nivel alto, en particular una luminosidad de nivel de operación diurno, de la lampara de sefialización LED en función de una tensión de AC en una entrada (2) de tensión del circuito eléctrico(1),

un rectificador (3) de onda completa para rectificar la tensión de AC alimentada a la entrada (2) de tensión del circuito electrico (1), proporcionando con ello una tensión de AC rectificada en dos terminales (4a, 4b), y

- al menos un circuito (5) de bloque de LEDs conectado a los terminales (4a, 4b),

y que el circuito (5) de bloque de LEDs comprende,

una disposición (6) de LED que comprende al menos un diodo emisor de luz,

un circuito (9) comparador que conmuta una tensión de señalización en una salida de señalización (SO) del circuito (9) comparador si la tensión de AC rectificada cruza un nivel critico (Volt),

caracterizado porque el circuito electrico (1) comprende:

una fuente (7) de corriente constante conmutable, con su entrada (SI1) de conmutación conectada a la salida de serialización (SO) del circuito (9) comparador, en donde la fuente (7) de corriente constante conmutable este conectada en serie con la disposición (6) de LED,

y una resistencia (13) conmutable, con su entrada (SI2) de conmutación conectada a la salida (SO) deserialización del circuito (9) comparador, en donde el circuito (9) comparador, la resistencia (13) conmutabley la fuente (7) de corriente constante conmutable junto con la disposición (6) de LED, estan conectadas en paralelo a los terminales (4a, 4b).

Lamparas de ser'lalización LED con funcionamiento de corriente constante.

La invención se refiere a un circuito eléctrico para una lámpara de señalización LEO, que comprende medios para conmutar entre una luminosidad de nivel bajo, en partiCular una luminosidad de nivel de funcionamiento durante el tiempo noctumo, '1 una luminosidad de nivel alto, en particular una luminosidad de nivel de funcionamiento durante el dla, de la lampara de señalización LED en función de una tensión de AC en una entrada de tensión del circuito eléctrico.

Un circuito eléctrico de ese tipo es conocido a partir del documento EP 1 787886 B1 .

Las lámparas de ser'lalizaciórl se utilizan en una divmsidad de campos, en particular en aplicaciones de control de tráfico. De importancia particular son las lámparas de señalización de ferrocarril. Las lámparas de ser'lalización se utilizan para indicar al operador do un tren si se pUI~de entrar con seguridad en una parte próxima de una vía de ferrocarril (tal como un conmutador de vial.

Durante el dla, la luz de una lámpara de señalización de ferrocarril debe ser suficientemente brillante como para que el conductor del tren reconozca el estado de la larTlPara de señalización mucho antes de llegar a la lámpara de senalización. Durante la noche, sin embargo, la Intensidad luminosa de la lámpara de ser'lalización debe ser suficientemente baja como para que el conductor elel tren no sea deslumbrado. Esto significa que la intensidad luminosa de una lámpara de ser'lalización de ferrocarril debe ser adaptada en el transcurso del día.

Las lámparas de señalización de ferrocarril del estado de la técnica utilizan tipicamente bombillas convencionales como iluminadores. Con el fin de adaptar la intensidatj luminosa de estas bombillas, el centro de control de ferrocarril modifica una tensión de entrada de AC de las lámparas de señalización de ferrocanil. Durante la noche, las bombillas son operadas a tensión reducida de alrededor del 66%, en comparación con la tensión utilizada durante el dia. Durante la tarde y por la manana, la tensión de t:tntrada es conmutada consiguientemente con el fin de obtener esta adaptaCión dlalnoche.

Recientemente, las lámparas de señalización de ferrocarril han sido equipadas con diodos emisores de luz (LEOs) de potencia como medio Iluminador. Los LE Os de potencia han demostrado ser más fiables y de menor coste que las bombillas convencionales.

Sin embargo, las características de un LED son muy diferentes de las caracterlsticas de una bombilla, en partiCUlar en lo que se refiere a la correlación entre tensión de entrada e intensidad luminosa. Cuando se sustituyen simplemente bombillas convencionales por LEOs en una lámpara de senalización de ferrocarril, el equipamiento existente en los centros de control de ferrocarril para adaptar la intensidad luminosa por cambio de la tensión de entrada ya no resulta aprovechable.

El documento EP 1 787 886 81 divulga un circuito eléctrico para una lámpara de ser'lalización LED por medio del cual puede ser conmutada la intensidad luminosa de la lámpara de señalizaciÓn LED entre un nivel diurno y un nivel nocturno en función de la tensión de funcionamiento. En el circuito eléctrico conocidO, los LEDs son alimentados con potencia a través de un recorrido de resistencia alta durante el funcionamiento noctumo, '1 a través de un recorrido de resistencia baja durante el funcionamiento diurno. El circuito eléctrico se comporta de una manera similar a una bombilla, y el equipamiento existente en un centro de control de ferrocarril puede ser utilizado para conmutar entre el modo de funciÓfl diurno y el nocturno simplemente modificando la tensión de entrada de AC.

El circuito eléctrico conocido es significativamente susceptible a las tolerancias de los componentes que incluye. en particular los LEOs, tal como las tolerancias relativas: a diferentes lotes y a fabricaciones diferentes. Por lo tanto, la producción en serie resulta dificil. Además, el circuito eléctrico es similarmente susceptible a fluctuaciones de la temperatura ambiental, la cual puede allerar los parámetros LED principales. Tales fluctuaciones de temperatura pueden estar motivadas por cambios atmosféricos en muchas regiones geográficas. La luminosidad de la lámpara de señalización LED es muy dificil de controlar. En p;~rticular cuando la tenslÓn de entrada varía, y la tensión directa de piCO en los LE Os limita la luminosidad del LEO.

ObJato de la invanción Un objeto de la invención consiste por lo tanto en proporcionar un circuito eléctrico para una lámpara de senalizaciÓfl LED, adecuado para su control con un centro de control de ferrocarril convencional, que sea menos susceptible a tolerancias y fluctuaciones de temperatura y que pemlita un mejor control sobre la luminosidad del LEO.

Brave deSCripción de la Invención Este objeto ha Sido alcanzado, de acuerdo con la Invención, por medio de un circuito eléctrico según se ha mencionado al principio,

lS

2S

caracterizado porque el circuito eléctrico comprende:

un rectificador de onda completa para rectificar tensión de AC alimentada a la entrada de tensión del circuito eléctrico, proporcionando con ello una tensiOn de AC rectificada en dos terminales, y

al menos un circuito de bloque de LEOs con-ectado a los terminales, y porque el circuito de bloque de LEOs comprende:

una disposición de LEO que comprende al menos un diodo emisor de luz,

un circuito comparador que conmuta una tensión de sel'lalización en una salida de sei'lalizadón del circuito comparador si la tensión de AC rectificada cruza un nivel critico,

una fuente de comente constante, con su entrada de conmutación conectada a la salida de señalización del comparador, en donde la fuente de corri19nte constante conmutable está conectada en serie con la disposición de LEO,

y una resistencia conmutable, con su entrada de conmutación conectada a la salida de señalización del circuito comparador,

en donde el circuito comparador, la resistencia conmutable y la fuente de corriente constante conmutable, junto con la disposición de LEO, están conectados en paralelo a los terminales.

De acuerdo con la invención, la disposición de LEO del al menos un bloque de LEOs es operada a través de su fuente de Comente constante conmutable. Con este rnedio. la corriente directa en la disposidón de LEO es fija y no depende ya más de la tensión directa de la dispoSiCión de LEO, la cual varia con la temperatura ambiente ylo con el fabricante ylo con el lote y/o con el color del (de tos) LED{s) . La luminosidad es proporcional a la corriente directa de la fuente de corriente constante conmutable y por 1anto constanle en su mayor parte, incluso con temperatura, fabricante o lole variables.

El cambio entre el modo de operación diurno y el modo de operación nocturno se realiza estableciendo la fuente de corriente constante conmutable en valores de comente apropiados, respectivamente. Asi. dentro de cada modo, se puede mantener un nivel respectivo de luminosidad en su mayor parte constante.

Como resultado, el control sobre la luminosidad de los LEOs se incrementa considerablemente, sin que las tolerandas y las fluctuaciones de temperatura afecten de manera negativa al funcionamiento. La prodUCCión en serie y el uso masivo en numerosas regiones geográfic8ls (con condiciones atmosféricas extremas, en particular con variaciones de temperatura extremas) resulla asl factible.

En comparadón con una fuente de tensión de LEO basada en resistor de la técnica anterior, el "tiempo de conducción" de la disposición de LEO dentro de un ciclo de la tensión de alimentación (que es de aproximadamente 20 ms suponiendo una tensión de AC de 50 HZ) . es aproximadamente un 20% más largo. Con ello, se incrementa la luminosidad aproximadamente un 20%. Además, la rectificación de onda completa incrementa el "tiempo de conducción" de la disposición de LEO en otro 100% en comparación con el estado de la técnica que utiliza un rectificador de media onda. Así, la invención permite también un incremento de la luminosidad de la disposición de LEO Yuna eficacia mejorada.

Por medio de la resistencia conmutable, el comportamiento de la bombilla convencional es simulado con una alta pr9Cisión gn cada modo opgrativo. Un cgntro dg control dg ferrocarril (u otro C$ntro dg control) tipicamgnte comprueba si una señalización conectada se comporta adecuadamente suministrándole una tensión particular. La comprobación incluye Upicamente medir el consumo de comente. Un consumo de corriente demasiado bajo indica un filamento de la bombilla con bajo resplandor. y una comente demasiado alta... [Seguir leyendo]

1. Un circuito eléctrico (1) para una lámpara de señalización LEO,

que comprende medios para conmutar entre una luminosidad de nivel bajo, en particula r una luminosidad de nivel de operación noctumo, y una luminosidad de nivel alto, en particular una luminosidad de nivel de operación diurno, de la lámpara de señalización LEO en función de una t4~nsión de AC en una entrada (2) de tensión del circuito eléctrico (1 ) ,

un rectificador (3) de onda completa para r·ectificar la tensión de AC alimentada a la entrada (2) de tensión del circuito eléctrico (1) , proporcionando con ello una tensión de AC rectificada en dos terminales (4a, 4b) , y

al menos un circuito (5) de bloque de LEOs conectado a los terminales (4a, 4b) ,

y que el circuito (5) de bloque de LEOs comprende,

una disposición (6) de LEO que comprende al menos un diodo emisor de luz,

un circuito (9) comparador que conmuta UM tensión de señalización en una salida de señalización (SO) del circuito (9) comparador si la tensión de AC I~eclificada CnJza un nivel critico (Vai4) ,

caracterizado porque el circuito eléctrico (1) comprende:

una fuente (7) de corriente constante conmutabie, con su entrada (Sil) de conmutación conectada a la salida de señalización (SO) del circuito (!) comparador, en donde la fuente (7) de corriente constante conmutable está conectada en serie con la disposición (6) de LEO,

y una resistencia (13) conmutable, con su entrada (S12) de conmutación conectada a la salida (SO) de señalización del circuito (9) comparador, en donde el circuito (9) comparador, la resistencia (13) conmutable y la fuente (7) de corriente constante conmutable junto con la disposición (6) de LEO, están conectadas en paralelo a los terminales (4a, 4b) .

2. Un circuito eléctrico (1) de acuerdo con la re·ivindicaciÓn 1, caracterizado porque el circuito eléctrico (1) comprende varios circuitos (5) de bloque de LEOs conectados en paralelo a los dos terminales (4a, 4b) .

3. Un circuito eléctrico (1) de acuerdo con la reivindicación 2, en el que solamente parte de los circuitos (5) de bloque de LEOs, en particular solamente uno de los circuitos (5) de bloque de LEOs, comprende una resistencia (13) conmutable.

4. Circuito eléctrico (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el circuito (9) comparador comprende un elemento (14) de referencia, con su 4~ntrada (RI) de referencia conectada a los tenninales (4a, 4b) a través de un divisor de potencial, con uno de sus contactos (CC2) de control conectado a la salida de señalización (SO) del circuito (9) comparador, y con uno de sus contactos (CC1) de control conectado a uno de los terminales (4b) .

5. Circuito eléctrico (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la salida de señalización (SO) del Circuito (9) comparador está conectada a uno de los teminales (4b) a través de una capacidad (C2) y de una resistencia (R5) , con dlcha capack:lad (e2) y dicha rElslstenda (R5) conectadas en paralelo.

6. Circuito eléctrico (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la fuente (7) de corriente constante conmutable comprende una fuente (7a) de comente constante conectada a uno de los terminales (4a) a través de una resistencia (Re) y un conmutador (S 1) . con la citada resistencia (Re) y el citado conmutador (S1) conectados en paralelo.

7. Circuito eléctrico (1) de acuerdo con la reivildicación 6, caracterizado porque el conmutador (S1) comprende un transistor (T2) , con su base o puerta actuando corno entrada de conmutaciÓn (Sil ) de la fuente (7) de corriente constante conmutable.

B._ Circuito eléctrico (1) de acuerdo COn la reivindic.aÓÓn 6, caracterizado porque la fuente (7) de corriente constante comprende un transistor (T1 ) , con su base o puerta conectada a uno de 105 tenninales (4a) a través de un componente limitador de tensión, en particular un diodo tal como un diodo Zener (16) .

9. Circuito eléctrico (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la resistencia (13) conmutable comprende:

una conexión serie de una primera resistencia (11 ) de pre-carga y un conmutador (S2) de pre-carga,

y una segunda resistencia (12) de pre-cargal.

en donde dicha segunda resistencia (12) de pre-c~lrga está conectada en paralelo a dicha conexión serie de la primera resistencia (11) de pre-carga y el conmutador (82) de pre-carga.

10. Circuito eléctrico de acuerdo con la reivindicaci'ón g, caracterizado porque el conmutador (82) de pre-carga comprende un transistor (T3, T4) , en particular con su base o puerta actuando como entrada de conmutación (512) 5 de la resistencia (13) de conmutación.

11. Circuito eléctrico (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el circuito electrónico (1) comprende un diodo (8) conectado en serie con el terminal (4a) .

12. Circuito eléctrico (1) de acuerdo con la reivindicación '. caracterizado porque la tensión de AC tiene una tensión de pico de aproximadamente 12 V, Y porque el nivel critico (Vo;r;!) está comprendido entre 9, 5 V Y 11, 5 V, en particular es de aproximadamente 11 V.

13. Circuito eléctrico (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la disposición de LED comprende varios diodos emisores de luz, en particular dos diodos emisores de luz conectados en serie.

14. Circuito eléctrico (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el circuito eléctrico (1) está diseñado de tal modo que la comente a través de la disposición (6) lED cambia en un factor de entre 10 y 100. con 15 preferencia entre 20 y 60, Y más preferiblemente en alrededor de 50. cuando se conmuta entre luminosidad de nivel bajo y luminosidad de nivel alto.

15. Uso de un circuito eléctrico de acuerdo con lel reivindicación 1 en una sef'ialización de ferrocarril o en una señalización luminosa de tráfico.