Dispositivo de iluminación de LED.

Un dispositivo de iluminación de LED que comprende al menos un primer y un segundo LED (15,

17; 33, 31) alimentados mediante un suministro de energía de modo conmutado (8; 49), en el que la corriente a través del primer LED (15; 33) es controlada por un primer conmutador de derivación (19; 41), conectado en paralelo al primer LED, la corriente a través del segundo LED (17; 31) es controlada por un segundo conmutador de derivación (21; 39) conectado en paralelo al segundo LED, estando el primer y el segundo LED conectados en serie entre el suministro de energía de modo conmutado y una primera fuente de corriente constante (25; 47),

en el que el suministro de energía de modo conmutado está dispuesto para suministrar una pluralidad de diferentes tensiones de salida (Vout) en función del estado del primer y el segundo conmutador de derivación, de modo que la tensión depende del número de LED que emiten luz,

en el que el primer y el segundo LED están dispuestos para ser controlados mediante modulación por anchura de impulso, de modo que el primer y el segundo LED se encienden simultáneamente al inicio de un periodo de modulación por anchura de impulso y se apagan durante el periodo de modulación por anchura de impulso en instantes determinados por sus respectivos ciclos de trabajo, y

en el que el suministro de energía de modo conmutado está dispuesto para aumentar hacia una tensión máxima antes del inicio del periodo de modulación por anchura de impulso, garantizando una tensión suficiente al inicio de un periodo.

Dispositivo de iluminación de LED

La presente invención se refiere a un dispositivo de iluminación de LED (diodo de emisión de luz) que comprende al menos un primer y un segundo LED alimentados mediante un suministro de energía de modo conmutado.

Un dispositivo de este tipo se da a conocer, por ejemplo, en el documento EP 716485 A1.

En un dispositivo de este tipo, un suministro de energía de modo conmutado (SMPS) se controla para suministrar una corriente constante a uno o más LED. La salida de luz de LED puede controlarse mediante modulación por anchura de impulso variando el ciclo de trabajo de un conmutador de derivación que está conectado en paralelo al (a los) LED.

El SMPS es superior a un suministro de energía lineal en lo que respecta a la eficacia energética. Sin embargo, la precisión de la corriente suministrada puede no ser suficiente para todas las aplicaciones ya que la carga varía, lo que genera transitorios en el sistema de realimentación de corriente usado.

Los documentos EP96759 y US25/24322 también dan a conocer un SMPS que alimenta a una serie de LED con conmutadores de derivación respectivos y una serie de fuentes de corriente.

Por lo tanto, un objeto de la presente invención es proporcionar un dispositivo de iluminación del tipo mencionado en el párrafo inicial, en el que la precisión de la corriente se mejora manteniendo al mismo tiempo un consumo de energía razonablemente bajo.

Este objeto se consigue mediante un dispositivo de iluminación como el definido en la reivindicación 1.

Más específicamente, en el dispositivo mencionado anteriormente, la corriente a través del primer LED se controla mediante un primer conmutador de derivación, conectado en paralelo al primer LED, la corriente a través del segundo LED se controla mediante un segundo conmutador de derivación, conectado en paralelo al segundo LED, estando el primer y el segundo LED conectados en serie entre el suministro de energía de modo conmutado y una primera fuente de corriente constante, y el suministro de energía de modo conmutado está dispuesto para suministrar una pluralidad de diferentes tensiones de salida en función del estado del primer y el segundo conmutador de derivación, de modo que la tensión depende del número de LED que emiten luz. El primer y el segundo LED están dispuestos para controlarse mediante modulación por anchura de impulso, de modo que el primer y el segundo LED se encienden simultáneamente al Inicio de un periodo de modulación por anchura de impulso y se apagan durante el periodo de modulación por anchura de Impulso en instantes determinados por sus respectivos ciclos de trabajo. Después, la tensión del suministro de energía de modo conmutado puede disponerse para que aumente a una tensión máxima antes del Inicio del periodo de modulación por anchura de impulso. Esto garantiza que se proporcione una tensión suficiente al Inicio del periodo.

Gracias a la fuente de corriente constante, el suministro de energía proporciona una corriente muy bien definida. Sin embargo, puesto que la tensión de salida varía en función de los estados de los LED, la disipación en las fuentes de corriente constante puede mantenerse a un nivel bajo. No se necesita reallmentación de la corriente real, lo que evita problemas de inestabilidad y de transitorios.

El dispositivo puede comprender medios para fijar la tensión de salida a cero o a casi cero cuando todos los LED están apagados. Esto ahorra más energía.

El primer y el segundo LED pueden emitir luz de diferentes colores.

El primer y el segundo LED pueden emitir luz de color verde y de color azul y pueden estar conectados a la primera fuente de corriente constante a través de un tercer LED, que es controlado por un tercer conmutador de derivación. El primer y el segundo LED pueden estar conectados además a una segunda fuente de corriente constante a través de un cuarto LED, que es controlado por un cuarto conmutador de derivación, emitiendo el tercer y el cuarto LED luz de color rojo o de color ámbar. Esto permite obtener una fuente de luz RGBA (rojo, verde, azul, ámbar) completa y controlable con un único SMPS.

Estos y otros aspectos de la invención resultan evidentes a partir de y se aclararán con referencia a las realizaciones descritas posteriormente.

La Fig. 1 ¡lustra esquemáticamente el control de derivación de un LED activado por una fuente de corriente constante de la técnica anterior.

La Fig. 2 ¡lustra esquemáticamente la gama de colores disponibles para una disposición de LED RGB.

La Fig. 3a ¡lustra esquemáticamente un dispositivo de iluminación de LED según una realización de la invención.

La Fig. 3b muestra en mayor detalle un ejemplo de la fuente de corriente constante usada en la Fig. 3a.

La Fig. 4 ilustra una realización de la Invención, en la que se realiza una disposición de Iluminación RGBA.

La Fig. 5 ilustra un diagrama de tiempos para la disposición de la Fig. 4.

La Figura 1 ilustra esquemáticamente el control de derivación de un LED activado por una fuente de corriente constante de la técnica anterior. Una fuente de corriente constante (CCS) I está dispuesta para suministrar una corriente constante lconst a un LED (diodo de emisión de luz) 3. Por ejemplo, si el LED es un LED de emisión de luz azul, la corriente constante es normalmente lConst=7 mA. Un conmutador de derivación 5, normalmente un MOSFET, está conectado en paralelo al LED 3. El conmutador de derivación se controla mediante PWM (modulación por anchura de impulso) para que sea totalmente conductor o totalmente bloqueante, usando un circuito PWM 7. Cuando el conmutador de derivación 5 es totalmente conductor elude el LED 3 de modo que el LED deja de emitir luz. Por tanto, es posible controlar el flujo de luz del LED modificando el ciclo de trabajo del conmutador de derivación 5. Esto se realiza a una frecuencia de conmutación que es lo bastante alta como para impedir cualquier parpadeo visible, por ejemplo de 15 Hz o superior.

Es posible hacer que dos LED, presentando cada uno un conmutador de derivación, compartan una fuente de corriente común. Después, las dos combinaciones de LED/conmutador de derivación se conectan en serie entre sí. El requisito es que los LED usen la misma corriente de activación (por ejemplo, LED de emisión de luz roja y de luz ámbar (35 mA) o LED de emisión de luz azul y de luz verte (7 mA)).

La Fig. 2 ilustra esquemáticamente, en un diagrama de cromaticidad, la gama de colores disponibles para una disposición de LED RGB, donde los LED son controlados con conmutadores de derivación. Usando una combinación de LED de emisión de luz roja R, de LED de emisión de luz verde G y de LED de emisión de luz azul B, puede obtenerse un triángulo de colores 9 que cubre una gran parte de la gama de colores total 11. Para emitir luz de un color deseado 13, el circuito PWM de cada LED tiene un ciclo de trabajo predeterminado, de modo que una cantidad correcta de luz es emitida desde cada LED para producir el color deseado.

La Fig. 3a ilustra esquemáticamente un dispositivo de iluminación de LED según una realización de la Invención. Debe observarse que el uso de un suministro de energía de modo conmutado (SMPS) se considera ventajoso, ya que un SMPS tiene normalmente una eficacia energética mucho mejor que la de un suministro de energía lineal.

Es posible usar un SMPS como una fuente de corriente constante colocando en serie una resistencia en derivación con los LED suministrados y regular el SMPS, en función de la tensión a través de la resistencia en derivación, para suministrar la corriente correcta. Este enfoque se describe, por ejemplo, en el documento EP 716485 A1. Sin embargo, en la práctica, esto puede ser muy complicado debido a los estrictos requisitos de precisión de corriente.

Por lo tanto, en una realización de la presente Invención se usa un esquema diferente para controlar un SMPS. La realización mostrada en la Fig. 3a tiene un primer LED 15 y un segundo LED 17 que están conectados en serie y que necesitan la misma corriente constante (por ejemplo, un LED de emisión de luz roja y un LED de emisión de luz ámbar). El primer LED 15 es controlado por un primer conmutador de derivación 19 que recibe una primera señal de control swi. El segundo LED 17 es controlado por un segundo conmutador de derivación 21 que recibe una segunda señal de control sw2. Los conmutadores de derivación están conectados en paralelo al LED respectivo para controlar mediante PWM la corriente que pasa por el mismo, como se ha descrito anteriormente. Los LED 15, 17 son alimentados mediante un suministro de energía de modo conmutado (SMPS) 8 que tiene una tensión de salida Vout.... [Seguir leyendo]

1.- Un dispositivo de iluminación de LED que comprende al menos un primer y un segundo LED (15, 17; 33, 31) alimentados mediante un suministro de energía de modo conmutado (8; 49), en el que la corriente a través del primer LED (15; 33) es controlada por un primer conmutador de derivación (19; 41), conectado en paralelo al primer LED, la corriente a través del segundo LED (17; 31) es controlada por un segundo conmutador de derivación (21; 39) conectado en paralelo al segundo LED, estando el primer y el segundo LED conectados en serie entre el suministro de energía de modo conmutado y una primera fuente de corriente constante (25; 47),

en el que el suministro de energía de modo conmutado está dispuesto para suministrar una pluralidad de diferentes tensiones de salida (Vout) en función del estado del primer y el segundo conmutador de derivación, de modo que la tensión depende del número de LED que emiten luz,

en el que el primer y el segundo LED están dispuestos para ser controlados mediante modulación por anchura de impulso, de modo que el primer y el segundo LED se encienden simultáneamente al inicio de un periodo de modulación por anchura de impulso y se apagan durante el periodo de modulación por anchura de impulso en instantes determinados por sus respectivos ciclos de trabajo, y

en el que el suministro de energía de modo conmutado está dispuesto para aumentar hacia una tensión máxima antes del inicio del periodo de modulación por anchura de impulso, garantizando una tensión suficiente al inicio de un periodo.

2.- Un dispositivo de iluminación de LED según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende medios para fijar la tensión de salida a cero o a casi cero cuando todos los LED están apagados.

3.- Un dispositivo de iluminación de LED según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el primer y el segundo LED emiten luz de diferente color.

4.- Un dispositivo de iluminación de LED según la reivindicación 3, en el que el primer y el segundo LED (33, 31) emiten luz de color verde y de color azul, respectivamente, y están conectados a la primera fuente de corriente constante (47) a través de un tercer LED (35), que es controlado por un tercer conmutador de derivación (43), en el que el primer y el segundo LED están conectados a una segunda fuente de corriente constante (45) a través de un cuarto LED (29), que es controlado por un cuarto conmutador de derivación (37), y en el que el tercer y el cuarto LED emiten luz de color rojo o de color ámbar.