ITMI20090020A1 - METHOD AND POWER SUPPLY SYSTEM FOR LED LIGHTING - Google Patents

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ITMI20090020A1
ITMI20090020A1 IT000020A ITMI20090020A ITMI20090020A1 IT MI20090020 A1 ITMI20090020 A1 IT MI20090020A1 IT 000020 A IT000020 A IT 000020A IT MI20090020 A ITMI20090020 A IT MI20090020A IT MI20090020 A1 ITMI20090020 A1 IT MI20090020A1
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IT000020A
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Delano Amadio
Ascoli Lucio D
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Telsey S P A
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    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/40Details of LED load circuits
    • H05B45/44Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix
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    • HELECTRICITY
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Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione riguarda un metodo ed un sistema di alimentazione elettrica per illuminazione a LED. The present invention relates to a method and an electric power supply system for LED lighting.

I LED [Light Emitting Diode] si stanno diffondendo sempre di più come dispositivi elettrici di illuminazione grazie alla alta efficienza di trasformazione da energia elettrica in energia luminosa. LEDs [Light Emitting Diode] are becoming increasingly popular as electrical lighting devices thanks to the high efficiency of transformation from electrical energy into light energy.

I LED sono diodi la cui caratteristica I-V è assimilabile ad un generatore di (bassa) tensione (ad esempio di pochi volt) con piccola resistenza in serie (nella zona utile per la generazione di energia luminosa) e quindi richiedono una alimentazione in corrente. LEDs are diodes whose I-V characteristic is comparable to a (low) voltage generator (for example of a few volts) with a small series resistance (in the area useful for the generation of light energy) and therefore require a power supply.

Le sorgenti di energia elettrica comunemente disponibili (batterie, rete pubblica di distribuzione della energia elettrica) hanno caratteristiche I-V assimilabili ad un generatore di (bassa o alta) tensione. The commonly available sources of electricity (batteries, public electricity distribution network) have I-V characteristics similar to a (low or high) voltage generator.

Pertanto, i sistemi di illuminazione a LED richiedono in genere un apposito sistema di alimentazione elettrica. Therefore, LED lighting systems typically require a dedicated power supply system.

Per ottenere una illuminazione con elevata efficienza è necessario che anche il sistema di alimentazione elettrica sia efficiente. To obtain highly efficient lighting, the power supply system must also be efficient.

Per ottenere una sorgente luminosa con caratteristiche cromatiche predeterminate si possono utilizzare, ad esempio, contemporaneamente LED di colore rosso, verde e blu; infatti, è noto che combinando in modo opportuno i colori della terna RGB [Red Green Blue] si può ottenere qualsiasi colore; per ottenere il colore desiderato, i LED devono essere attraversati da correnti di intensità opportuna. Per ottenere l’intensità luminosa desiderata, LED del medesimo colore possono essere collegati in serie in modo tale da formare stringhe di LED; vi sarà quindi una stringa per la componente rossa, una per quella verde ed una per quella blu; in generale, il numero di LED di ciascuna stringa può essere diverso poiché è diversa l’efficienza dei LED (rapporto tra flusso luminoso in lumen e potenza assorbita in Watt) a seconda del loro colore. Una soluzione basata su questo principio è nota ad esempio dalla domanda di brevetto EP1791400. To obtain a light source with predetermined chromatic characteristics, for example, red, green and blue LEDs can be used at the same time; in fact, it is known that by suitably combining the colors of the RGB [Red Green Blue] triad, any color can be obtained; to obtain the desired color, the LEDs must be crossed by currents of suitable intensity. To obtain the desired light intensity, LEDs of the same color can be connected in series so as to form LED strings; there will therefore be a string for the red component, one for the green one and one for the blue one; in general, the number of LEDs in each string may be different since the efficiency of the LEDs (ratio between luminous flux in lumens and absorbed power in Watts) is different depending on their color. A solution based on this principle is known for example from patent application EP1791400.

Quando si usano stringhe di LED di colore diverso, per ottenere una efficienza elevata si possono seguire sostanzialmente due metodi. When using different colored LED strings, basically two methods can be followed to achieve high efficiency.

Secondo il primo metodo, ogni stringa di LED viene alimentata da un generatore di corrente di tipo switching; questa soluzione è molto flessibile ma richiede un numero di generatori pari al numero delle stringhe. Per ottenere basse intensità luminose, si può parzializzare la corrente in ognuna delle stringhe con tecniche PWM [Pulse Width Modulation]. According to the first method, each LED string is powered by a switching type current generator; this solution is very flexible but requires a number of generators equal to the number of strings. To obtain low light intensities, the current in each of the strings can be partialized with PWM [Pulse Width Modulation] techniques.

Secondo il secondo metodo, le stringhe di LED vengono alimentate da un unico generatore di tensione di tipo switching e la corrente in ogni stringa viene fissata da un corrispondente regolatore di corrente (collegato in serie alla stringa); tale regolatore può operare in modo continuo o modulando la corrente con tecniche PAM [Pulse Amplitude Modulation]. According to the second method, the LED strings are powered by a single switching voltage generator and the current in each string is set by a corresponding current regulator (connected in series to the string); this regulator can operate continuously or modulating the current with PAM [Pulse Amplitude Modulation] techniques.

Per aumentare l’efficienza senza dover ricorrere ad una pluralità di generatori di corrente di tipo switching sono state proposte alcune soluzioni che mirano sostanzialmente a ridurre la tensione ai capi dei LED al minimo indispensabile. To increase efficiency without having to resort to a plurality of switching-type current generators, some solutions have been proposed that substantially aim at reducing the voltage across the LEDs to the bare minimum.

Dalla domanda di brevetto WO2004/021744 è noto un circuito di pilotaggio per LED ad alta efficienza; tale circuito è dotato di una pluralità di uscite collegate in parallelo tra loro, ciascuna per un corrispondente LED, e prevede un regolatore di tensione lineare con in serie una pompa di carica; tale soluzione permette di ottimizzare l’efficienza della sezione di alimentazione. L’uscita della pompa di carica è collegata ai LED e ad un circuito di pilotaggio; il circuito di pilotaggio comprende un regolatore di corrente lineare per ognuna delle uscite ed un rilevatore composto da diodi in connessione ‘wired OR’, collegato ai catodi dei LED, che costituisce un rivelatore di minima tensione. Tale minima tensione, che deve essere sufficiente al funzionamento in zona lineare dei regolatori di corrente, viene utilizzata in un circuito di retroazione per fissare il valore ottimo della tensione in uscita alla pompa di carica. In pratica, la tensione all’uscita della pompa di carica è mantenuta al valore minimo necessario per il funzionamento dei regolatori di corrente. Poiché i diversi LED hanno cadute di tensione diverse, solo un generatore di corrente lavora al minimo della tensione; gli altri generatori di corrente operano in un punto di lavoro che implica dissipazione di potenza e quindi inefficienza della soluzione nel suo complesso. From patent application WO2004 / 021744 a driving circuit for high efficiency LEDs is known; this circuit is equipped with a plurality of outputs connected in parallel to each other, each for a corresponding LED, and provides a linear voltage regulator with a charge pump in series; this solution allows to optimize the efficiency of the feeding section. The charge pump output is connected to the LEDs and to a driving circuit; the driving circuit includes a linear current regulator for each of the outputs and a detector consisting of diodes in 'wired OR' connection, connected to the cathodes of the LEDs, which constitutes an undervoltage detector. This minimum voltage, which must be sufficient for the linear zone operation of the current regulators, is used in a feedback circuit to fix the optimum value of the charge pump output voltage. In practice, the charge pump output voltage is kept at the minimum value necessary for the operation of the current regulators. Since the different LEDs have different voltage drops, only one current generator works at the minimum voltage; the other current generators operate at a working point which implies power dissipation and therefore inefficiency of the solution as a whole.

Dalla domanda di brevetto WO2007/064694 è noto un alimentatore ad alta efficienza per applicazioni di illuminazione a LED; tale soluzione prevede un regolatore di tensione alla cui uscita è connessa una molteplicità di carichi costituiti da stringhe di LED (tali stringhe di LED comprendono in genere un differente numero di LED); la soluzione comprende inoltre un regolatore di corrente per ogni stringa di LED; tali regolatori sono anche atti a generare un corrispondente segnale di errore quando il regolatore di corrente sta per entrare in zona non-lineare; tali segnali d’errore pilotano il regolatore di tensione in modo tale che la tensione all’uscita del regolatore di tensione sia mantenuta al valore minimo necessario perché sia garantita la regolazione di corrente nelle stringhe di LED. From patent application WO2007 / 064694 a high efficiency power supply for LED lighting applications is known; this solution provides a voltage regulator whose output is connected to a multiplicity of loads consisting of LED strings (such LED strings generally comprise a different number of LEDs); the solution also includes a current regulator for each LED string; these regulators are also adapted to generate a corresponding error signal when the current regulator is about to enter a non-linear zone; these error signals drive the voltage regulator in such a way that the voltage at the output of the voltage regulator is kept at the minimum value necessary for the current regulation in the LED strings to be guaranteed.

La Richiedente si è resa conto che le soluzioni esistenti per l’alimentazione elettrica di sistemi di illuminazione a LED non sono ancora pienamente soddisfacenti. The Applicant has realized that the existing solutions for the power supply of LED lighting systems are not yet fully satisfactory.

La soluzione nota dalla domanda di brevetto WO2004/021744 ottiene una certa efficienza, ma, poiché alimenta con la medesima tensione ed alla medesima corrente una pluralità di LED, che non sono identici tra loro, comporta dissipazione di potenza; infatti la tensione viene mantenuta al minimo valore utile compatibilmente con tutti i vari differenti LED, ma tale valore rappresenta il valore ottimo solo per uno dei carichi; inoltre, tale soluzione richiede un regolatore di corrente per ogni uscita ed un rilevatore con un numero di ingressi pari a tutte le uscite. The solution known from patent application WO2004 / 021744 achieves a certain efficiency, but, since it supplies a plurality of LEDs, which are not identical to each other, with the same voltage and current, it involves power dissipation; in fact the voltage is kept at the minimum useful value compatibly with all the various different LEDs, but this value represents the optimum value only for one of the loads; moreover, this solution requires a current regulator for each output and a detector with a number of inputs equal to all the outputs.

La soluzione nota dalla domanda di brevetto WO2007/064694 ottiene una certa efficienza, ma, poiché alimenta con la medesima tensione una pluralità di stringhe di LED (in particolare due nell’esempio di Fig.1), che in generale sono diverse tra loro, spreca energia quando le stringhe sono caratterizzate da cadute di tensione diverse (ad esempio perché sono formate da un numero diverso di LED); infatti, la tensione viene mantenuta al minimo valore utile compatibilmente con tutte le varie differenti stringhe di LED, ma tale valore rappresenta il valore ottimo solo per uno dei carichi; inoltre, tale soluzione richiede un regolatore di corrente ed un rilevatore per ogni uscita. The solution known from patent application WO2007 / 064694 achieves a certain efficiency, but, since it powers a plurality of LED strings with the same voltage (in particular two in the example of Fig.1), which are generally different from each other, it wastes energy when the strings are characterized by different voltage drops (for example because they are formed by a different number of LEDs); in fact, the voltage is kept at the minimum useful value compatibly with all the various different LED strings, but this value represents the optimum value only for one of the loads; moreover, this solution requires a current regulator and a detector for each output.

La Richiedente si è resa conto che un sistema di alimentazione per illuminazione a LED pienamente soddisfacente deve essere in grado di regolare sia la luminosità che la resa cromatica (in parole più semplici, ma imprecise, il “colore”), possibilmente in modo indipendente (in particolare una volta scelta la resa cromatica, questa deve rimanere sostanzialmente fissa al variare della luminosità), e deve mantenere la sua efficienza anche al variare della luminosità e/o della resa cromatica. La Richiedente si è quindi posta l’obiettivo di fornire una soluzione di alimentazione elettrica per illuminazione a LED che superi gli inconvenienti dell’arte nota e che risponda alle esigenze menzionate sopra. The Applicant has realized that a fully satisfactory LED lighting power supply system must be able to regulate both the brightness and the color rendering (in simpler, but imprecise words, the "color"), possibly independently ( in particular, once the color rendering has been chosen, it must remain substantially fixed as the brightness changes), and must maintain its efficiency even when the brightness and / or color rendering changes. The Applicant has therefore set itself the goal of providing an electric power supply solution for LED lighting that overcomes the drawbacks of the prior art and meets the requirements mentioned above.

Inoltre, la Richiedente ha cercato una soluzione che fosse flessibile e che quindi si adattasse facilmente a vari contesti applicativi. Furthermore, the Applicant sought a solution that was flexible and therefore easily adapts to various application contexts.

Tale obiettivo è stato raggiunto grazie al metodo ed al sistema avente le caratteristiche esposte nelle rivendicazioni qui annesse. This object has been achieved thanks to the method and system having the characteristics set out in the claims annexed hereto.

La presente invenzione parte dalla considerazione che variazioni molto rapide di luminosità non vengono percepite dall’osservatore il quale è sensibile sostanzialmente alla luminosità media. Ciò è vero sia per un uomo che per una macchina da ripresa: nel caso dell’uomo, le variazioni percepibili sono dell’ordine della decina di millisecondi; nel caso di una fotocamera o di una videocamera, le minime variazioni percepibili dipendono dal tempo di apertura dell’otturatore; poiché i tipici tempi minimi di apertura vanno a 1/1000 di secondo (1 mS) a 1/4000 di secondo (250 uS), si può dire che le minime variazioni percepibili sono dell’ordine di centinaia di microsecondi. The present invention starts from the consideration that very rapid variations in brightness are not perceived by the observer who is substantially sensitive to the average brightness. This is true for both a man and a camera: in the case of humans, the perceptible variations are of the order of ten milliseconds; in the case of a camera or video camera, the slightest perceptible variations depend on the shutter opening time; since the typical minimum opening times range from 1/1000 of a second (1 mS) to 1/4000 of a second (250 uS), it can be said that the minimum perceptible variations are of the order of hundreds of microseconds.

L’idea alla base della presente invenzione è quella di ripartire ciclicamente (con un periodo scelto adeguatamente piccolo, tenendo conto delle variazioni percepibili, come verrà chiarito meglio nel seguito) la corrente elettrica di alimentazione tra i vari carichi in modo tale che, sostanzialmente, un solo carico alla volta sia alimentato elettricamente e che le quantità di carica elettrica fornite ai carichi per ogni ciclo siano regolate. The idea behind the present invention is to distribute cyclically (with an appropriately short chosen period, taking into account the perceptible variations, as will be better clarified below) the electric power supply current between the various loads in such a way that, substantially, only one load at a time is electrically powered and that the quantities of electric charge supplied to the loads for each cycle are regulated.

La ripartizione della corrente elettrica può essere realizzata in modo semplice e molto efficiente mediante una circuiteria di ripartizione comprendente interruttori elettronici sostanzialmente privi di perdite; pertanto, se la corrente elettrica di alimentazione (in ingresso alla circuiteria di ripartizione) viene generata in modo molto efficiente, ad esempio per mezzo di un alimentato di tipo switching, l’intero sistema di illuminazione risulta molto efficiente. The distribution of the electric current can be carried out in a simple and very efficient way by means of a distribution circuitry comprising substantially loss-free electronic switches; therefore, if the electrical power supply (input to the distribution circuitry) is generated very efficiently, for example by means of a switching type power supply, the entire lighting system is very efficient.

Inoltre, poiché la regolazione è effettuata in base alla carica, il controllo della energia elettrica fornita ai carichi risulta preciso e l’energia elettrica fornita ai carichi risulta indipendente dall’andamento della corrente di alimentazione in ingresso alla circuiteria di ripartizione; pertanto, il controllo della luminosità e del “colore” è molto preciso e la soluzione è molto flessibile. Furthermore, since the adjustment is carried out based on the charge, the control of the electricity supplied to the loads is precise and the electricity supplied to the loads is independent of the trend of the power supply current entering the distribution circuitry; therefore, the control of brightness and “color” is very precise and the solution is very flexible.

Si apprezzano quindi i vantaggi rispetto alle soluzioni note sia in termini circuitali che in termini funzionali. The advantages with respect to known solutions are therefore appreciated both in terms of circuits and in functional terms.

In generale, il metodo secondo la presente invenzione serve per alimentare elettricamente una pluralità di carichi, in particolare tre carichi, ciascuno di detti carichi essendo costituito essenzialmente da uno o più LED (collegati in serie a formare una “stringa di LED”), a partire da una corrente elettrica; detta corrente elettrica viene ripartita ciclicamente tra detti carichi in modo tale che sostanzialmente un solo carico alla volta è alimentato elettricamente e che le quantità di carica elettrica fornite a detti carichi per ogni ciclo sono regolate. In general, the method according to the present invention serves to electrically power a plurality of loads, in particular three loads, each of said loads essentially consisting of one or more LEDs (connected in series to form a "string of LEDs"), to starting from an electric current; said electric current is distributed cyclically among said loads in such a way that substantially only one load at a time is electrically powered and that the quantities of electric charge supplied to said loads for each cycle are regulated.

Le quantità di carica elettrica fornite a detti carichi possono essere regolate a valori predeterminati oppure impostati; la predeterminazione può avvenire ad esempio in fase di produzione mentre l’impostazione può avvenire ad esempio direttamente da parte di un installatore o indirettamente da parte di un utente attraverso una unità di controllo, ad esempio una unità logica di controllo. The quantities of electric charge supplied to said loads can be adjusted to predetermined or set values; the predetermination can take place for example in the production phase while the setting can take place for example directly by an installer or indirectly by a user through a control unit, for example a logic control unit.

Detta corrente elettrica può venire ripartita tra detti carichi secondo un ciclo avente durata, fissa o variabile, ma comunque inferiore a 40 mS, preferibilmente inferiore a 10 mS e/o preferibilmente maggiore di 1 mS; tale scelta è particolarmente adatta ad applicazioni per illuminazione domestica. Said electric current can be divided among said loads according to a cycle having a duration, fixed or variable, but in any case less than 40 mS, preferably less than 10 mS and / or preferably greater than 1 mS; this choice is particularly suitable for domestic lighting applications.

Detta corrente elettrica può venire ripartita tra detti carichi secondo un ciclo avente durata, fissa o variabile, ma comunque inferiore a 1 mS, preferibilmente superiore a 10 uS, tipicamente dell’ordine di 100 uS; tale scelta è particolarmente adatta ad applicazioni per illuminazione fotografica o cinematografica. Said electric current can be divided between said loads according to a cycle having a duration, fixed or variable, but in any case less than 1 mS, preferably greater than 10 uS, typically of the order of 100 uS; this choice is particularly suitable for photographic or cinematographic lighting applications.

Secondo la presente invenzione, possono essere definiti rapporti tra le quantità di carica elettrica fornite a detti carichi e detti rapporti possono essere mantenuti costanti al variare di detta corrente elettrica. Detti rapporti sono predeterminati oppure impostati; la predeterminazione può avvenire ad esempio in fase di produzione mentre l’impostazione può avvenire ad esempio direttamente da parte di un installatore o indirettamente da parte di un utente attraverso una unità di controllo, ad esempio una unità logica di controllo. According to the present invention, ratios can be defined between the quantities of electric charge supplied to said loads and said ratios can be kept constant as said electric current varies. Said ratios are predetermined or set; the predetermination can take place for example in the production phase while the setting can take place for example directly by an installer or indirectly by a user through a control unit, for example a logic control unit.

Detta corrente elettrica da ripartire può venire cortocircuitata e non inviata a nessuno di detti carichi quando è minore di un valore predeterminato e/o quando è maggiore di un valore predeterminato; questa possibilità serve per evitare alimentazioni anomale dei LED. Detta corrente elettrica da ripartite può venire ottenuta da un alimentatore di tipo switching, in particolare con controllo in corrente, più in particolare con controllo in corrente ed avente corrente d’uscita con andamento ondulato o impulsivo. Said electric current to be shared can be short-circuited and not sent to any of said loads when it is less than a predetermined value and / or when it is greater than a predetermined value; this possibility is used to avoid anomalous powering of the LEDs. Said divided electric current can be obtained from a switching type power supply, in particular with current control, more particularly with current control and having output current with wavy or impulsive trend.

Il valore medio di detta corrente elettrica da ripartire può venire regolato ad un valore predeterminato oppure impostato; la predeterminazione può avvenire ad esempio in fase di produzione mentre l’impostazione può avvenire ad esempio direttamente da parte di un installatore o indirettamente da parte di un utente attraverso una unità di controllo, ad esempio una unità logica di controllo. The average value of said electric current to be distributed can be adjusted to a predetermined or set value; the predetermination can take place for example in the production phase while the setting can take place for example directly by an installer or indirectly by a user through a control unit, for example a logic control unit.

Detta corrente elettrica da ripartite può venire fornita a più carichi di detta pluralità solo per brevi periodi di tempo, tipicamente di durata compresa nell’intervallo da 100 nS a 1 uS. Tale sovrapposizione è utile in particolare per evitare il rischio di sovratensioni in fase di deviazione della corrente da un carico a quello successivo e per il tempo necessario alla transizione, tempo che è sostanzialmente pari al tempo di commutazione (accensione o spegnimento) di un interruttore a stato solido (ad esempio un MOSFET); se il tempo di commutazione è di 150 nS, è consigliabile che il tempo di sovrapposizione sia ad esempio 300 nS; tale tempo di sovrapposizione è preferibilmente significativamente inferiore al periodo del ciclo di ripartizione della corrente, per evitare errori significativi nella regolazione della carica ai carichi. Said electric current to be divided can be supplied to multiple loads of said plurality only for short periods of time, typically lasting in the range from 100 nS to 1 uS. This overlap is useful in particular to avoid the risk of overvoltages in the phase of current deviation from one load to the next and for the time necessary for the transition, a time which is substantially equal to the switching time (on or off) of a circuit breaker. solid state (for example a MOSFET); if the switching time is 150 nS, it is recommended that the overlap time is, for example, 300 nS; this overlap time is preferably significantly shorter than the period of the current sharing cycle, to avoid significant errors in regulating the charge to the loads.

In generale, il sistema di alimentazione per illuminazione a LED secondo la presente invenzione ha una pluralità di uscite, in particolare tre uscite, per alimentare elettricamente una corrispondente pluralità di carichi; esso comprende mezzi circuitali analogici e/o digitali atti ad implementare il metodo secondo la presente invenzione. In general, the power supply system for LED lighting according to the present invention has a plurality of outputs, in particular three outputs, for electrically powering a corresponding plurality of loads; it comprises analog and / or digital circuit means adapted to implement the method according to the present invention.

Il sistema può comprendere una unità di controllo realizzata totalmente in logica cablata (ad esempio mediante una FPGA [Field-Programmable Gate Array]) oppure totalmente in logica programmata (ad esempio mediante un microcontrollore o microprocessore dotato di un programma e di dati memorizzati internamente) oppure parte in logica cablata e parte in logica programmata. Detta unità di controllo è atta a controllare ripartizione di corrente elettrica tra dette uscite; nel caso in cui si usi la logica programmata, la ripartizione di corrente avviene secondo detto programma e secondo detti dati. The system can comprise a control unit made entirely of wired logic (for example by means of an FPGA [Field-Programmable Gate Array]) or completely in programmed logic (for example by means of a microcontroller or microprocessor equipped with a program and data stored internally) or partly in wired logic and partly in programmed logic. Said control unit is adapted to control distribution of electric current between said outputs; if the programmed logic is used, the current distribution takes place according to said program and according to said data.

Il sistema, indipendentemente dal tipo di logica, può vantaggiosamente essere realizzato integrando tutti i suoi componenti elettrici in un SOC [System On Chip]. The system, regardless of the type of logic, can advantageously be realized by integrating all its electrical components in a SOC [System On Chip].

La realizzazione più adatta del sistema e della unità di controllo dipendono dal tipo di applicazione e dal numero di pezzi da produrre. Il sistema può comprendere mezzi circuitali atti a realizzare selettivamente un cortocircuito interno in alternativa ad alimentare elettricamente detti carichi; questa possibilità può servire per evitare alimentazioni anomale dei LED o per ottenere particolari effetti elettrici e/o luminosi. The most suitable realization of the system and the control unit depend on the type of application and the number of pieces to be produced. The system can comprise circuit means adapted to selectively realize an internal short circuit as an alternative to electrically powering said loads; this possibility can be used to avoid anomalous powering of the LEDs or to obtain particular electrical and / or luminous effects.

Il sistema può comprendere ulteriormente un alimentatore di tipo switching, in particolare con controllo in corrente, più in particolare con controllo in corrente ed avente corrente d’uscita con andamento ondulato o impulsivo; ciò significa che il controllo in corrente è basato sul valore medio della corrente e non su quello istantaneo. Vantaggiosamente, detto alimentatore è privo di condensatori collegati in parallelo alla sua uscita in modo tale che la tensione all’uscita possa variare rapidamente ed adattarsi al carico senza grandi ripercussioni sulla corrente all’uscita (e che percorre il carico). The system may further comprise a switching-type power supply, in particular with current control, more particularly with current control and having an output current with a wavy or impulsive trend; this means that the current control is based on the average value of the current and not on the instantaneous one. Advantageously, said power supply has no capacitors connected in parallel to its output so that the output voltage can vary rapidly and adapt to the load without major repercussions on the current at the output (and which runs through the load).

Dal punto di vista strutturale, il sistema di alimentazione per illuminazione a LED secondo la presente invenzione ha un ingresso, per ricevere in ingresso una corrente elettrica, ed una pluralità di uscite, per alimentare elettricamente una corrispondente pluralità di carichi, e comprende : From the structural point of view, the power supply system for LED lighting according to the present invention has an input, to receive an electric current as an input, and a plurality of outputs, to electrically power a corresponding plurality of loads, and comprises:

- un circuito deviatore avente un ingresso accoppiato a detto ingresso del sistema, una pluralità di uscite collegate rispettivamente a detta pluralità di uscite del sistema (per i carichi), ed atto a collegare alternativamente il suo ingresso a una delle sue uscite, - a diverter circuit having an input coupled to said system input, a plurality of outputs respectively connected to said plurality of system outputs (for loads), and adapted to alternatively connect its input to one of its outputs,

- circuito misuratore di carica elettrica collegato in modo tale da misurare la carica fornita a dette uscite del sistema, e - electric charge meter circuit connected in such a way as to measure the charge supplied to said system outputs, e

- un circuito logico collegato in modo tale da ricevere in ingresso le misure effettuate da detto circuito misuratore e da fornire in uscita a detto circuito deviatore segnali di comando di deviazione in relazione alle misure ricevute in modo tale da regolare le cariche elettriche fornite a dette uscite per ogni ciclo. - a logic circuit connected in such a way as to receive in input the measurements carried out by said measuring circuit and to supply at the output to said deviating circuit deviation command signals in relation to the received measurements in such a way as to regulate the electrical charges supplied to said outputs for each cycle.

Detto circuito deviatore può essere costituito essenzialmente da una pluralità di transistori MOSFET corrispondente alla pluralità di uscite del sistema. Said diverter circuit can essentially consist of a plurality of MOSFET transistors corresponding to the plurality of outputs of the system.

Detto circuito deviatore può comprendere una ulteriore uscita collegata ad un percorso elettrico di corto-circuito; in questo caso, detto circuito deviatore è atto a collegare il suo ingresso a detta ulteriore uscita in alternativa o in aggiunta al collegamento ad una di detta pluralità di uscite; tale ulteriore uscita è interna al sistema di alimentazione così come il percorso di corto-circuito. Detto circuito deviatore comprende tipicamente un ulteriore transistore MOSFET per detta ulteriore uscita. Detto circuito misuratore di carica elettrica può comprendere un resistore (collegato ad un riferimento di tensione, in particolare a massa) ed un circuito integratore, preferibilmente un solo resistore ed un solo circuito integratore, entrambi collegati all’ingresso di detto circuito deviatore; in questo caso, detto resistore è collegato in modo tale da convertire la corrente all’ingresso di detto circuito deviatore (e che sta percorrendo uno dei carichi) in tensione e detto circuito integratore è collegato in modo tale da integrare la tensione che cade ai capi di detto resistore e quindi calcolare la carica elettrica ricevuta in ingresso da detto circuito deviatore e quindi fornita in uscita ad uno dei carichi. Said diverter circuit can comprise a further output connected to an electrical short-circuit path; in this case, said diverter circuit is able to connect its input to said further output alternatively or in addition to the connection to one of said plurality of outputs; this further output is internal to the power supply system as well as the short-circuit path. Said diverter circuit typically comprises a further MOSFET transistor for said further output. Said electric charge meter circuit can comprise a resistor (connected to a voltage reference, in particular to ground) and an integrator circuit, preferably a single resistor and a single integrator circuit, both connected to the input of said diverter circuit; in this case, said resistor is connected in such a way as to convert the current at the input of said diverter circuit (and which is passing through one of the loads) into voltage and said integrator circuit is connected in such a way as to integrate the voltage that falls across of said resistor and then calculate the electric charge received at the input from said diverter circuit and then supplied at the output to one of the loads.

Detto circuito misuratore di carica può comprendere un circuito comparatore avente un primo ingresso ed un secondo ingresso; in questo caso, detto primo ingresso è collegato all’uscita di detto circuito integratore e detto secondo ingresso riceve un segnale di riferimento. Detto circuito integratore può essere dotato di un ingresso di “reset” che può essere utilizzato ad esempio attivato ad ogni nuova misura. Detto circuito integratore può essere dotato di un ingresso di “hold” che, quando attivo, blocca l’integrazione e che può essere utilizzato ad esempio per interrompere temporaneamente una misura. Said charge meter circuit can comprise a comparator circuit having a first input and a second input; in this case, said first input is connected to the output of said integrator circuit and said second input receives a reference signal. Said integrator circuit can be equipped with a “reset” input which can be used, for example, activated at each new measurement. Said integrator circuit can be equipped with a "hold" input which, when active, blocks the integration and which can be used for example to temporarily stop a measurement.

Detto circuito logico può essere accoppiato in ingresso all’uscita di un circuito integratore, preferibilmente attraverso un circuito comparatore; in tal modo, il circuito logico può rilevare le integrazioni effettuate da detto circuito integratore (in altre parole le misure di carica elettrica). Detto circuito logico può essere collegato in uscita ad ingressi di controllo di detto circuito deviatore; in questo caso, gli ingressi di controllo di detto circuito deviatore sono pari alle uscite di detto circuito deviatore; in tal modo, detto circuito logico può controllare, tra l’altro, la deviazione della corrente elettrica d’ingresso sulle varie uscite (e quindi sui vari carichi). Said logic circuit can be coupled at the input to the output of an integrator circuit, preferably through a comparator circuit; in this way, the logic circuit can detect the integrations made by said integrator circuit (in other words the electric charge measurements). Said logic circuit can be connected at the output to control inputs of said diverter circuit; in this case, the control inputs of said diverter circuit are equal to the outputs of said diverter circuit; in this way, said logic circuit can control, among other things, the deviation of the electrical input current on the various outputs (and therefore on the various loads).

Detto circuito logico può essere accoppiato in uscita ad un ingresso di un circuito comparatore, preferibilmente attraverso un circuito di conversione da digitale ad analogico; tale collegamento permette al circuito logico di generare segnali di riferimento. Tali segnali di riferimento possono servire a regolare ad esempio il valore medio della corrente fornita alle uscite del sistema (e quindi ai vari carichi) e/o la carica elettrica da fornire per ogni ciclo a ciascuna delle uscite del sistema (e quindi ai vari carichi); nel primo caso, tali segnali di riferimento permettono di controllare la luminosità della illuminazione a LED attraverso il circuito logico; nel secondo caso tali segnali di riferimento permetto di controllare il colore della illuminazione a LED attraverso il circuito logico. Said logic circuit can be coupled at the output to an input of a comparator circuit, preferably through a digital to analog conversion circuit; this connection allows the logic circuit to generate reference signals. These reference signals can be used to regulate, for example, the average value of the current supplied to the system outputs (and therefore to the various loads) and / or the electric charge to be supplied for each cycle to each of the system outputs (and therefore to the various loads. ); in the first case, these reference signals allow to control the brightness of the LED lighting through the logic circuit; in the second case, these reference signals make it possible to control the color of the LED lighting through the logic circuit.

Detto circuito logico può essere collegato in uscita ad un ingresso di “reset” di un circuito integratore; in tal modo, detto circuito logico può determinare ad esempio l’inizio e la fine di misure di carica elettrica effettuate grazie a detto circuito integratore. Said logic circuit can be connected at the output to a "reset" input of an integrator circuit; in this way, said logic circuit can determine, for example, the beginning and the end of electrical charge measurements carried out thanks to said integrator circuit.

Detto circuito logico può essere costituito essenzialmente da un microprocessore o da un microcontrollore che può anche, ma non necessariamente, essere integrato insieme ad altri componenti in un SOC [System On Chip]; alternativamente, le stesse funzionalità possono essere realizzate in logica cablata ad esempio per mezzo di una FPGA [Field-Programmable Gate Array]. Said logic circuit can essentially consist of a microprocessor or a microcontroller which can also, but not necessarily, be integrated together with other components in a SOC [System On Chip]; alternatively, the same functions can be realized in wired logic, for example by means of a FPGA [Field-Programmable Gate Array].

Il sistema può comprendere ulteriormente un circuito misuratore di corrente collegato in modo tale da misurare la corrente fornita a dette uscite del sistema (e quindi ai vari carichi). The system may further comprise a current measuring circuit connected in such a way as to measure the current supplied to said system outputs (and therefore to the various loads).

Detto circuito misuratore di corrente può comprendere un resistore (collegato ad un riferimento di tensione, in particolare a massa) ed un circuito comparatore, preferibilmente un solo resistore ed un solo circuito comparatore, entrambi collegati all’ingresso di detto circuito deviatore; in questo caso, detto resistore è collegato in modo tale da convertire la corrente all’ingresso di detto circuito deviatore (e che sta percorrendo uno dei carichi) in tensione e detto circuito comparatore è collegato in modo tale da confrontare la tensione che cade ai capi di detto resistore con una tensione di soglia e verificare il superamento di tale soglia (superiore o inferiore) di tensione che corrisponde, in effetti, ad un superamento di una soglia (superiore o inferiore) di corrente. L’uscita di detto circuito misuratore di corrente può essere collegata ad un ingresso di controllo di detto circuito deviatore; in questo caso, detto circuito misuratore di corrente è atto a fornire in uscita un segnale di comando di deviazione in relazione alle misure effettuate; in tal modo, è possibile, ad esempio, deviare la corrente d’ingresso su una particolare uscita di detto circuito deviatore in caso di superamento della soglia (superiore o inferiore); tipicamente, questa particolare uscita è collegata ad un percorso elettrico di corto-circuito. Said current meter circuit can comprise a resistor (connected to a voltage reference, in particular to ground) and a comparator circuit, preferably a single resistor and a single comparator circuit, both connected to the input of said diverter circuit; in this case, said resistor is connected in such a way as to convert the current at the input of said diverter circuit (and which is passing through one of the loads) into voltage and said comparator circuit is connected in such a way as to compare the voltage falling across of said resistor with a threshold voltage and verify the exceeding of this (upper or lower) voltage threshold which corresponds, in effect, to an exceeding of a (upper or lower) current threshold. The output of said current meter circuit can be connected to a control input of said diverter circuit; in this case, said current measuring circuit is adapted to output a deviation command signal in relation to the measurements made; in this way, it is possible, for example, to divert the input current to a particular output of said diverter circuit in case of exceeding the threshold (upper or lower); typically, this particular output is connected to an electrical short-circuit path.

L’uscita di detto circuito misuratore di corrente può essere collegata ad un circuito integratore; in questo caso, detto circuito misuratore di corrente è atto a fornire in uscita un segnale di “hold” a detto circuito integratore in relazione alle misure effettuate; in tal modo, è possibile, ad esempio, blocca l’integrazione in caso di superamento della soglia (superiore o inferiore);. The output of said current meter circuit can be connected to an integrator circuit; in this case, said current measuring circuit is adapted to output a "hold" signal to said integrator circuit in relation to the measurements made; in this way, it is possible, for example, to block the integration in case of exceeding the threshold (upper or lower);

Il sistema può comprendere ulteriormente un alimentatore avente uscita di alimentazione collegata all’ingresso di detto circuito deviatore; in questo caso, se si desidera una elevata efficienza detto alimentatore deve essere di tipo switching con un controllo in corrente. The system can further comprise a power supply having a power output connected to the input of said diverter circuit; in this case, if high efficiency is desired, said power supply must be of the switching type with current control.

Detto alimentatore può essere del tipo avente corrente d’uscita con andamento ondulato o impulsivo; ciò significa che il controllo in corrente è basato sul valore medio della corrente e non su quello istantaneo. Vantaggiosamente, detto alimentatore è privo di condensatori collegati in parallelo alla sua uscita in modo tale che la tensione all’uscita possa variare rapidamente ed adattarsi al carico senza grandi ripercussioni sulla corrente all’uscita (e che percorre il carico). Said power supply can be of the type having an output current with a wavy or impulsive trend; this means that the current control is based on the average value of the current and not on the instantaneous one. Advantageously, said power supply has no capacitors connected in parallel to its output so that the output voltage can vary rapidly and adapt to the load without major repercussions on the current at the output (and which runs through the load).

Detto controllo di corrente può prevedere un circuito misuratore di corrente collegato in modo tale da misurare la corrente fornita all’uscita di detto alimentatore. Said current control can provide a current meter circuit connected in such a way as to measure the current supplied to the output of said power supply.

Detto circuito misuratore di corrente può comprendere un resistore (collegato ad un riferimento di tensione, in particolare a massa) ed un circuito amplificatore d’errore. Said current meter circuit may include a resistor (connected to a voltage reference, in particular to ground) and an error amplifier circuit.

Detto controllo di corrente può inoltre comprendere ad esempio un modulatore di tipo PWM [Pulse Width Modulation]. Said current control can also comprise for example a PWM [Pulse Width Modulation] type modulator.

In questo caso, detto resistore è collegato in modo tale da convertire la corrente all’uscita di detto alimentatore (ad all’ingresso di detto circuito deviatore) in tensione e detto circuito amplificatore d’errore è collegato in modo tale da confrontare la tensione che cade ai capi di detto resistore con una tensione di riferimento che è proporzionale al valore medio desiderato della corrente d’uscita. In this case, said resistor is connected in such a way as to convert the current at the output of said power supply (at the input of said diverter circuit) into voltage and said error amplifier circuit is connected in such a way as to compare the voltage which falls across said resistor with a reference voltage which is proportional to the desired average value of the output current.

L’uscita di detto circuito amplificatore di errore pilota ad esempio detto modulatore PWM in modo da ottenere una corrente di uscita del valore medio desiderato. The output of said pilot error amplifier circuit for example said PWM modulator so as to obtain an output current of the desired average value.

Il sistema può comprendere un filtro o una rete passa-basso collegato/a a detto amplificatore d’errore in modo tale da filtrare la tensione che cade ai capi di detto resistore. The system can comprise a filter or a low-pass network connected to said error amplifier in such a way as to filter the voltage that falls across said resistor.

Il sistema può comprendere una unità di controllo avente un’uscita per una tensione di riferimento; in questo caso, detta uscita è collegata a detto circuito amplificatore d’errore preferibilmente attraverso un circuito di conversione da digitale ad analogico; in tal modo, attraverso l’unità di controllo, si può impostare il valore medio della corrente all’uscita di detto alimentatore (e quindi la luminosità della illuminazione a LED). The system may include a control unit having an output for a reference voltage; in this case, said output is connected to said error amplifier circuit preferably through a digital to analog conversion circuit; in this way, through the control unit, you can set the average value of the current at the output of said power supply (and therefore the brightness of the LED lighting).

Il sistema può comprendere un solo resistore per effettuare misure relative a due o più diverse funzioni del sistema. The system may include a single resistor to make measurements relating to two or more different system functions.

Il sistema può comprendere una unità di controllo, preferibilmente una unità logica di controllo, in particolare una unità di controllo a microprocessore o microcontrollore, atta a generare segnali interni di comando per determinare la resa cromatica e/o la luminosità della illuminazione a LED. The system can comprise a control unit, preferably a logic control unit, in particular a microprocessor or microcontroller control unit, able to generate internal control signals to determine the color rendering and / or the brightness of the LED lighting.

Il sistema può comprendere mezzi d’interfaccia d’utente collegati a detta unità di controllo per influire sull’illuminazione. The system may include user interface means connected to said control unit to affect the lighting.

Il sistema può comprendere almeno un sensore, in particolare di temperatura o di luminosità o di colore, collegato a detta unità di controllo per influire sull’illuminazione. The system may include at least one sensor, in particular for temperature or brightness or color, connected to said control unit to affect lighting.

Il sistema può comprendere mezzi di comunicazione a fili (“wired”) e/o senza fili (“wireless”) collegati a detta unità di controllo per influire direttamente o indirettamente sull’illuminazione. The system may include wired ("wired") and / or wireless ("wireless") means of communication connected to said control unit to directly or indirectly affect the lighting.

La presente invenzione risulterà più chiara dalla descrizione che segue da considerare congiuntamente ai disegni qui annessi in cui: The present invention will become clearer from the following description to be considered in conjunction with the accompanying drawings in which:

Fig.1 mostra uno schema a blocchi concettuale di un primo sistema di alimentazione secondo la presente invenzione, Fig.1 shows a conceptual block diagram of a first power supply system according to the present invention,

Fig.2 mostra uno schema a blocchi di un alimentatore di tipo switching utilizzabile con o in un sistema di alimentazione secondo la presente invenzione, Fig. 2 shows a block diagram of a switching power supply usable with or in a power supply system according to the present invention,

Fig.3 mostra uno schema a blocchi molto generale di un secondo sistema di alimentazione secondo la presente invenzione, Fig. 3 shows a very general block diagram of a second power supply system according to the present invention,

Fig.4 mostra i possibili andamenti temporali delle correnti in quattro punti dello schema di Fig.1, Fig. 4 shows the possible temporal trends of the currents in four points of the diagram of Fig. 1,

Fig.5 mostra le caratteristiche corrente / flusso luminoso di un LED rosso e di un LED blu, e Fig. 5 shows the current / luminous flux characteristics of a red LED and a blue LED, and

Fig.6 mostra lo schema elettrico semplificato di un sistema di alimentazione secondo la presente invenzione. Fig.6 shows the simplified electrical diagram of a power supply system according to the present invention.

Tale descrizione e tali disegni sono esemplificativi e non limitativi; inoltre, sono schematici e semplificati. This description and these drawings are exemplary and not limitative; moreover, they are schematic and simplified.

Vale la pena di premettere che la presente invenzione si applica tipicamente a sistemi di illuminazione che comprendono LED di tre diversi colori (rosso, verde e blu), ma può essere applicata senza alcuna difficoltà o modifica anche nel caso di un numero minore di colori o di un numero maggiore di colori (ad esempio rosso, verde, blu e bianco). La potenza luminosa istantanea emessa da un LED è proporzionale alla corrente elettrica che lo percorre secondo un coefficiente che tiene conto dell’efficienza di conversione, si veda la formula riportata qui sotto. It is worth premising that the present invention typically applies to lighting systems which include LEDs of three different colors (red, green and blue), but can be applied without any difficulty or modification even in the case of a smaller number of colors or more colors (for example, red, green, blue, and white). The instantaneous light power emitted by an LED is proportional to the electric current that flows through it according to a coefficient that takes into account the conversion efficiency, see the formula below.

(F1) (F1)

Il flusso luminoso di una sorgente luminosa si definisce come l’integrale (nella banda di emissione della sorgente) del prodotto della potenza luminosa per il coefficiente (umano) di visibilità. The luminous flux of a light source is defined as the integral (in the emission band of the source) of the product of the light power by the (human) coefficient of visibility.

In Fig.5 è rappresentato il grafico che del flusso luminoso (in lumen) rispetto alla corrente elettrica (in mA) per un LED rosso (grafico RC) e per un LED blu (grafico BC); un LED verde ha un grafico intermedio tra il LED rosso ed il LED blu. In prima approssimazione, il flusso luminoso è linearmente proporzionale alla corrente (sia per il LED rosso che per il LED blu) tra 100mA e 1000mA; sotto 100mA il comportamento di questi LED è tipicamente non prevedibile e non ripetibile . In prima approssimazione, il rapporto tra flusso luminoso del LED rosso ed flusso luminoso del LED blu è sostanzialmente costante ed indipendente dalla corrente elettrica. Fig.5 shows the graph of the luminous flux (in lumens) with respect to the electric current (in mA) for a red LED (RC graph) and for a blue LED (BC graph); a green LED has an intermediate graph between the red LED and the blue LED. As a first approximation, the luminous flux is linearly proportional to the current (both for the red LED and for the blue LED) between 100mA and 1000mA; below 100mA the behavior of these LEDs is typically unpredictable and non-repeatable. As a first approximation, the ratio between the luminous flux of the red LED and the luminous flux of the blue LED is substantially constant and independent of the electric current.

L’energia luminosa emessa in un certo intervallo di tempo [t,t+T] è quindi proporzionale alla carica che ha attraversato il LED nello stesso tempo, si veda la formula riportata qui sotto. The light energy emitted in a certain time interval [t, t + T] is therefore proportional to the charge that has passed through the LED at the same time, see the formula below.

(F2) (F2)

I dispositivi di rivelazione o registrazione dei segnali luminosi (occhio, fotocamera, videocamera, …) operano sulla base dell’energia luminosa ricevuta in un certo intervallo temporale la cui durata si indicherà nel seguito genericamente con “τ”; tale durata è dell’ordine del decimo di secondo per l’uomo e del centesimo o millesimo di secondo (a seconda del tempo di esposizione) per le fotocamere e le videocamere; se si considera l’intervallo temporale [t,t+τ], la sensazione luminosa S che si può associare a tale intervallo è proporzionale, entro certi limiti, all’energia luminosa ricevuta durante tale intervallo, si veda la formula riportata qui sotto. The devices for detecting or recording light signals (eye, camera, video camera, ...) operate on the basis of the light energy received in a certain time interval whose duration will be generically indicated below with "τ"; this duration is of the order of a tenth of a second for humans and a hundredth or thousandth of a second (depending on the exposure time) for cameras and video cameras; if we consider the time interval [t, t + τ], the luminous sensation S that can be associated with this interval is proportional, within certain limits, to the light energy received during this interval, see the formula below.

(F3) (F3)

Le variazioni di energia luminosa che avvengono su intervalli di durata sensibilmente minori di “τ” non vengono percepite come “variazioni” in quanto i dispositivi di rivelazione o registrazione realizzano un processo di integrazione. The variations in light energy that occur over intervals of significantly shorter duration than "τ" are not perceived as "variations" as the detection or recording devices carry out an integration process.

Come già detto, nel caso dell’uomo, le variazioni percepibili sono dell’ordine della decina di millisecondi; nel caso di una fotocamera o di una videocamera, le minime variazioni percepibili dipendono dal tempo di apertura dell’otturatore; poiché i tipici tempi minimi di apertura vanno a 1/1000 di secondo (1 mS) a 1/4000 di secondo (250 uS), si può dire che le minime variazioni percepibili sono dell’ordine di centinaia di microsecondi. As already mentioned, in the case of humans, the perceptible variations are of the order of ten milliseconds; in the case of a camera or video camera, the slightest perceptible variations depend on the shutter opening time; since the typical minimum opening times range from 1/1000 of a second (1 mS) to 1/4000 of a second (250 uS), it can be said that the minimum perceptible variations are of the order of hundreds of microseconds.

Pertanto, se un metodo ed un sistema di alimentazione elettrica di LED opera in modo tale da variare nel tempo la potenza luminosa istantanea dei LED su una scala temporale “T” sensibilmente minore di “τ”, la sensazione luminosa non dipenderà dalla potenza luminosa istantanea ma solo dal valor medio della potenza luminosa istantanea calcolato sull’intervallo “τ”. Questo è una delle considerazioni principali da cui parte la presente invenzione. Therefore, if a method and an electric power supply system for LEDs operates in such a way as to vary the instantaneous luminous power of the LEDs over time on a time scale "T" significantly lower than "τ", the luminous sensation will not depend on the instantaneous luminous power but only from the average value of the instantaneous light power calculated on the “τ” interval. This is one of the main considerations from which the present invention starts.

Secondo la seguente invenzione, si ha a disposizione una corrente elettrica d’ingresso e si devono alimentare elettricamente una pluralità di carichi ciascuno dei quali è costituito essenzialmente da uno o più LED collegati in serie tra loro (cosiddette “stringhe di LED”). According to the following invention, an electric input current is available and a plurality of loads must be electrically powered, each of which essentially consists of one or more LEDs connected in series (so-called "LED strings").

Con riferimento a Fig.1, la corrente elettrica considerata è quella ad un ingresso I10, che verrà indicata nel seguito come i(I10), ed i carichi sono indicati con 12A, 12B, 12C e sono collegati rispettivamente alle uscite OA, OB, OC; Fig.1 mostra tre carichi perché questo è l’esempio di applicazione più tipico della presenta invenzione; in particolare, il carico 12A è costituito essenzialmente dal collegamento in serie di un certo numero (ad esempio sette) di LED rossi, il carico 12B è costituito essenzialmente dal collegamento in serie di un certo numero (ad esempio sei) di LED verdi, il carico 12C è costituito essenzialmente dal collegamento in serie di un certo numero (ad esempio cinque) di LED blu. With reference to Fig. 1, the electric current considered is that at an input I10, which will be indicated below as i (I10), and the loads are indicated with 12A, 12B, 12C and are connected respectively to the outputs OA, OB, OC; Fig.1 shows three loads because this is the most typical application example of the present invention; in particular, the load 12A is essentially constituted by the connection in series of a certain number (for example seven) of red LEDs, the load 12B is essentially constituted by the connection in series of a certain number (for example six) of green LEDs, the load 12C essentially consists of the series connection of a certain number (for example five) of blue LEDs.

Con riferimento a Fig.1, secondo la presente invenzione, la corrente i(I10) viene ripartita ciclicamente (con un opportuno ritmo) tra i vari carichi 12A, 12B, 12C in modo tale che, sostanzialmente, un solo carico alla volta sia alimentato elettricamente; tale ripartizione è effettuata dal blocco 11, un circuito deviatore, opportunamente pilotato dalla restante circuiteria; in Fig.4, sono mostrate gli andamenti nel tempo della corrente d’ingresso i(I10) (Fig.4A), della corrente all’uscita OA e che scorre nel carico 12A (Fig.4B), della corrente all’uscita OB e che scorre nel carico 12B (Fig.4C), della corrente all’uscita OC e che scorre nel carico 12C (Fig.4D); la corrente i(I10) viene fornita per un tempo t1 al carico OA, poi per un tempo t2 al carico OB, poi per un tempo t3 al carico OC, poi per un tempo t4 al carico OA, poi per un tempo t5 al carico OB, poi per un tempo t6 al carico OC, poi per un tempo t7 al carico OA, poi per un tempo t8 al carico OB, poi per un tempo t9 al carico OC, e così via. With reference to Fig.1, according to the present invention, the current i (I10) is distributed cyclically (with a suitable rhythm) among the various loads 12A, 12B, 12C so that, substantially, only one load at a time is powered electrically; this division is carried out by block 11, a diverter circuit, suitably piloted by the remaining circuitry; in Fig.4, the time trends of the input current i (I10) (Fig.4A), of the current at the output OA and flowing in the load 12A (Fig.4B), of the current at the OB output are shown and which flows in the load 12B (Fig.4C), of the current at the output OC and which flows in the load 12C (Fig.4D); the current i (I10) is supplied for a time t1 to the load OA, then for a time t2 to the load OB, then for a time t3 to the load OC, then for a time t4 to the load OA, then for a time t5 to the load OB, then for a time t6 at the load OC, then for a time t7 at the load OA, then for a time t8 at the load OB, then for a time t9 at the load OC, and so on.

In generale, t1≠t2≠t3≠t4≠t5≠t6≠t7≠t8≠t9≠… , se qualsiasi delle durate “t1+t2+t3”, “t2+t3+t4”, “t3+t4+t5”, “t4+t5+t6”, “t5+t6+t7”, “t6+t7+t8”, “t7+t8+t9” (che corrispondono alla durata di un ciclo comunque questo sia considerato), … , è sensibilmente minore di “τ” , la sensazione luminosa derivante dai LED dei tre carichi sarà linearmente proporzionale al valor medio della potenza luminosa istantanea emessa dai LED calcolato sull’intervallo “τ”; la luminosità complessiva dipenderà dalla somma delle potenze luminose medie emesse dai tre carichi; mentre la resa cromatica dipenderà dai rapporti delle potenze luminose medie emesse dai tre carichi. In general, t1 ≠ t2 ≠ t3 ≠ t4 ≠ t5 ≠ t6 ≠ t7 ≠ t8 ≠ t9 ≠ ..., if any of the durations "t1 + t2 + t3", "t2 + t3 + t4", "t3 + t4 + t5" , "T4 + t5 + t6", "t5 + t6 + t7", "t6 + t7 + t8", "t7 + t8 + t9" (which correspond to the duration of a cycle, however this is considered), ... less than “τ”, the luminous sensation deriving from the LEDs of the three loads will be linearly proportional to the average value of the instantaneous luminous power emitted by the LEDs calculated on the interval “τ”; the overall brightness will depend on the sum of the average luminous powers emitted by the three loads; while the color rendering will depend on the ratios of the average luminous powers emitted by the three loads.

Se il sistema di illuminazione serve solo per illuminazione domestica (e quindi il dispositivo di riferimento è l’occhio), la durata del ciclo deve essere minore di 40 mS e preferibilmente compresa tra 10 mS ed 1 mS; se il sistema di illuminazione viene utilizzato con fotocamere e/o videocamere, è bene scegliere una durata di ciclo minore di 1 mS, preferibilmente superiore a 10 uS, tipicamente dell’ordine di 100 uS in modo tale che sia adatto per gli usuali tempi di esposizione di questi apparecchi (che possono raggiungere 1/4000 di secondo). If the lighting system is used only for domestic lighting (and therefore the reference device is the eye), the cycle duration must be less than 40 mS and preferably between 10 mS and 1 mS; if the lighting system is used with cameras and / or video cameras, it is advisable to choose a cycle duration of less than 1 mS, preferably greater than 10 uS, typically of the order of 100 uS so that it is suitable for the usual times of exposure of these devices (which can reach 1/4000 of a second).

Se la corrente d’ingresso è costante, le considerazione fatte fino ad ora sono sufficienti per progettare il sistema di alimentazione elettrica del sistema di illuminazione a LED. In questo caso, si può operare con t1=t4=t7 , t2=t5=t8 , t3=t6=t9, …, si scelgono i valori di “t1”, “t2”, “t3”in modo che “t1+t2+t3” sia minore di un “τ” (adatto al tipo di illuminazione di interesse) e in modo che i rapporti “t1/t2”, “t1/t3”, “t2/t3” siano tali da fornire la resa cromatica desiderata, e se sceglie il valore dalla corrente (costante) d’ingresso in modo da ottenere la luminosità desiderata. Grazie alla alimentazione in corrente ed alla ripartizione, si ottiene una elevata efficienza poiché non vi sono sprechi di energia legati al fatto di alimentare carichi con tensioni non ottimali; naturalmente, è necessario disporre di una sorgente di corrente elettrica continua e sostanzialmente costante che sia intrinsecamente efficiente. In generale, l’ipotesi che la corrente d’ingresso sia costante non è valida; infatti, per i sistemi di illuminazione a LED si usano spesso alimentatori di tipo switching (molto efficienti) come sorgenti di corrente elettrica; la loro corrente d’uscita (in ingresso alla circuiteria di ripartizione), se non è filtrata, è ondulata e può avere, ad esempio, l’andamento mostrato in Fig.4A. Non è infrequente che le ondulazioni della corrente siano tali da raggiunge lo zero o valori prossimi allo zero (ad esempio quando l’alimentatore funziona in “discontinuous mode”); in questo caso, la corrente ha un andamento impulsivo e gli impulsi possono avere ad esempio forma triangolare o trapezoidale. La presente invenzione è applicabile in entrambi i casi. If the input current is constant, the considerations made so far are sufficient to design the power supply system of the LED lighting system. In this case, one can operate with t1 = t4 = t7, t2 = t5 = t8, t3 = t6 = t9, ..., the values of "t1", "t2", "t3" are chosen so that "t1 + t2 + t3 "is less than a" τ "(suitable for the type of lighting of interest) and so that the ratios" t1 / t2 "," t1 / t3 "," t2 / t3 "are such as to provide the color rendering desired, and if it chooses the value from the input (constant) current in order to obtain the desired brightness. Thanks to the current supply and the distribution, a high efficiency is obtained since there is no waste of energy linked to the fact of supplying loads with non-optimal voltages; of course, it is necessary to have a source of continuous and substantially constant electrical current which is intrinsically efficient. In general, the hypothesis that the input current is constant is not valid; in fact, switching power supplies (very efficient) are often used for LED lighting systems as sources of electrical current; their output current (in input to the distribution circuitry), if it is not filtered, is wavy and may have, for example, the trend shown in Fig.4A. It is not uncommon for the current ripples to be such as to reach zero or values close to zero (for example when the power supply operates in "discontinuous mode"); in this case, the current has an impulsive trend and the impulses can have, for example, a triangular or trapezoidal shape. The present invention is applicable in both cases.

Pertanto, secondo la presente invenzione, la corrente viene ripartita ciclicamente tra i vari carichi in modo tale che le quantità di carica elettrica fornite ai carichi per ogni ciclo siano regolate; in altre parole, la variabile elettrica usata per determinare la ripartizione è la carica fornita ai carichi. Si inizia alimentando (ossia fornendo la corrente d’ingresso) un primo carico, si misura la carica fornita a tale carico finché questa non raggiunge un livello di riferimento (Q1) associato al primo carico, quindi si interrompe l’alimentazione del primo carico e si inizia l’alimentazione del secondo carico (la corrente d’ingresso viene deviata dal primo carico al secondo carico) finché la carica fornita al secondo carico non raggiunge un livello di riferimento (Q2) associato al secondo carico, infine si interrompe l’alimentazione del secondo carico e si inizia l’alimentazione del terzo (la corrente d’ingresso viene deviata dal secondo carico al terzo carico) carico finché la carica fornita al terzo carico non raggiunge un livello di riferimento (Q3) associato al terzo carico; tale ciclo di ripartizione si ripete. Therefore, according to the present invention, the current is distributed cyclically among the various loads in such a way that the quantities of electric charge supplied to the loads for each cycle are regulated; in other words, the electrical variable used to determine the distribution is the charge supplied to the loads. It starts by supplying (i.e. supplying the input current) a first load, the charge supplied to this load is measured until it reaches a reference level (Q1) associated with the first load, then the power supply of the first load is interrupted and the power supply of the second load is started (the input current is diverted from the first load to the second load) until the charge supplied to the second load reaches a reference level (Q2) associated with the second load, finally the power supply is interrupted of the second load and the feeding of the third load is started (the input current is diverted from the second load to the third load) until the charge supplied to the third load reaches a reference level (Q3) associated with the third load; this distribution cycle is repeated.

Il meccanismo di ripartizione verrà descritto nel seguito con l’ausilio di formule matematiche. The distribution mechanism will be described below with the aid of mathematical formulas.

Siano Q1, Q2 e Q3 le cariche elettriche trasferite ai carichi negli intervalli t1, t2 e t3. Sia inoltre io(t) la corrente in uscita fornita dalla sorgente di corrente elettrica (in particolare dall’alimentatore di tipo switching) e che sarà in generale costituita da una componete continua Io e da una serie di componenti a varie frequenze. Let Q1, Q2 and Q3 be the electrical charges transferred to the loads in the intervals t1, t2 and t3. Furthermore, let io (t) be the output current provided by the source of electrical current (in particular from the switching power supply) and which will generally consist of a continuous component Io and a series of components at various frequencies.

Q1, Q2 e Q3 sono un integrale di una corrente e quindi hanno la dimensione di carica elettrica. Q1, Q2 and Q3 are an integral of a current and therefore have the size of electric charge.

Consideriamo le correnti i1(t), i2(t) e i3(t) che percorrono rispettivamente i tre carichi. Let us consider the currents i1 (t), i2 (t) and i3 (t) which flow respectively through the three loads.

Considerando un ciclo di ripartizione, la corrente i1 è diversa da zero nell’intervallo t1, ed è sostanzialmente zero fuori da tale intervallo; considerazioni analoghe valgono per le correnti i2 e i3. Considering a breakdown cycle, the current i1 is different from zero in the interval t1, and is substantially zero outside that interval; similar considerations apply to the currents i2 and i3.

Per come è costruito il meccanismo di ripartizione, si può assumere che tali correnti abbiano periodo Tr=t1+t2+t3. Due to how the distribution mechanism is constructed, it can be assumed that these currents have period Tr = t1 + t2 + t3.

Il valor medio i1av della corrente i1(t), calcolato nel periodo Tr, vale The average value i1av of the current i1 (t), calculated in the period Tr, is valid

Analogamente, per i valori medi i2av e i3av delle correnti i2 e i3 vale Similarly, for the average values i2av and i3av of the currents i2 and i3 holds

Il sistema assicura, indipendentemente dall’andamento della corrente io(t) nell’intervallo Tr, che il rapporto tra i valori medi di i1, i2 e i3 sia dipendente solo da Q1, Q2 e Q3, che sono valori impostati nel sistema. In particolare, il rapporti tra i valori medi in Tr delle correnti i1, i2 e i3 e il valore medio della corrente io in Tr valgono rispettivamente Q1/(Q1+Q2+Q3) Q2/(Q1+Q2+Q3) Q3/(Q1+Q2+Q3) Impostando quindi i livelli di riferimento del sistema di ripartizione ai valori Q1, Q2 e Q3 e la corrente fornita dalla sorgente di corrente elettrica (in particolare dall’alimentatore di tipo switching) al valore medio Io, si ottengono i seguenti valori medi per le correnti I1, I2 e I3 The system ensures, regardless of the trend of the current I (t) in the interval Tr, that the ratio between the average values of i1, i2 and i3 is dependent only on Q1, Q2 and Q3, which are values set in the system. In particular, the ratio between the average values in Tr of the currents i1, i2 and i3 and the average value of the current io in Tr are respectively Q1 / (Q1 + Q2 + Q3) Q2 / (Q1 + Q2 + Q3) Q3 / ( Q1 + Q2 + Q3) By setting the reference levels of the distribution system to the values Q1, Q2 and Q3 and the current supplied by the electric current source (in particular by the switching power supply) to the average value Io, the following average values for the currents I1, I2 and I3

I1=Io*Q1/Q I2=Io*Q2/Q I3=Io*Q3/Q dove Q=Q1+Q2+Q3. I1 = Io * Q1 / Q I2 = Io * Q2 / Q I3 = Io * Q3 / Q where Q = Q1 + Q2 + Q3.

In generale si può ritenere che oltre alla componente media della corrente ci possano essere delle componenti indesiderate presenti sulla tensione di rete o generate dal meccanismo di ripartizione. Una tale situazione può essere così analizzata. In regime stazionario, il valore di ciascuna corrente nei carichi si può esprimere, in presenza di un segnale di disturbo che modula in ampiezza la corrente ondulata o impulsiva in uscita alla sorgente, come spiegato nel seguito. In general, it can be assumed that in addition to the average component of the current, there may be unwanted components present on the mains voltage or generated by the distribution mechanism. Such a situation can be analyzed as follows. In steady state, the value of each current in the loads can be expressed, in the presence of a disturbance signal that modulates the wavy or impulsive current output to the source in amplitude, as explained below.

Ipotizziamo che la frequenza di commutazione Fc=1/Tc dell’alimentatore sorgente di corrente sia molto maggiore della frequenza Fr=1/Tr del ciclo di ripartizione e che la frequenza f=ω/2π del segnale modulante (di ampiezza k) sia molto minore di Fr. Consideriamo, senza perdere di generalità, i valori medi delle correnti per ogni periodo Tr .Poiché la variazione della corrente media nell’intervallo Tr è trascurabile per le ipotesi fatte si può scrivere We assume that the switching frequency Fc = 1 / Tc of the current source power supply is much greater than the frequency Fr = 1 / Tr of the distribution cycle and that the frequency f = ω / 2π of the modulating signal (of amplitude k) is very less than Fr. Let us consider, without losing generality, the average values of the currents for each period Tr. Since the variation of the average current in the interval Tr is negligible for the assumptions made, it can be written

si ha che we have that

e quindi si ha che and therefore we have that

Si ottengono espressioni analoghe per le altre correnti i2 e i3. Analogous expressions are obtained for the other currents i2 and i3.

La formula sopra riportata esprime quanto già detto in precedenza, cioè che le correnti che alimentano i LED, grazie al meccanismo di ripartizione, hanno valor medio uguale al valore desiderato (nel caso della corrente i1 al valore Q1/Q*Io) e presentano un segnale indesiderato sovrapposto (ma non significativo se la pulsazione ω è sufficientemente alta rispetto al tempo di integrazione “τ” dei dispositivi di rivelazione o registrazione) moltiplicato per Q1/Q. The above formula expresses what has already been said previously, that is, that the currents that power the LEDs, thanks to the distribution mechanism, have an average value equal to the desired value (in the case of the current i1 at the value Q1 / Q * Io) and have a unwanted signal superimposed (but not significant if the pulsation ω is sufficiently high with respect to the integration time "τ" of the detection or recording devices) multiplied by Q1 / Q.

Nel seguito si analizzano invece gli effetti del meccanismo di ripartizione. Instead, the effects of the distribution mechanism are analyzed below.

In presenza di transitori di corrente provocati dal meccanismo di ripartizione (con commutazione) della corrente stessa su carichi diversi, si ha un comportamento che si può schematizzare come descritto nel seguito. In the presence of current transients caused by the distribution mechanism (with commutation) of the current itself on different loads, there is a behavior that can be schematized as described below.

Supponiamo, per semplicità, che il meccanismo di ripartizione operi tra due sole stringhe di LED, dette “stringa1” e “stringa2”, che la caduta di tensione sulla stringa1 percorsa dalla corrente i1 sia paria V1 (ad esempio 60 V), che la caduta di tensione sulla stringa2 percorsa dalla corrente i2 sia paria V2 (ad esempio 80 V). Let us suppose, for simplicity, that the division mechanism operates between only two LED strings, called "string1" and "string2", that the voltage drop on string1 crossed by the current i1 is equal to V1 (for example 60 V), that the voltage drop on string2 crossed by current i2 is equal to V2 (for example 80 V).

Quando la corrente passa dalla stringa1 alla stringa2, si genera un transitorio negativo di corrente, mentre quando la corrente passa dalla stringa2 alla stringa1, si genera un transitorio positivo di corrente; la forma e la durata di questi transitori dipendono dalle caratteristiche della sorgente di corrente. When the current passes from string1 to string2, a negative current transient is generated, while when the current passes from string2 to string1, a positive current transient is generated; the shape and duration of these transients depend on the characteristics of the current source.

In presenza dei transitori provocati da un meccanismo di ripartizione che opera a frequenza Fr, dato che i transitori hanno un periodo Tr, la corrente io(t) (e ciò vale per le correnti i1, i2 e i3) si può quindi In the presence of the transients caused by a distribution mechanism operating at frequency Fr, since the transients have a period Tr, the current I (t) (and this applies to the currents i1, i2 and i3) can therefore

dove si è sviluppato in serie il contributo dovuto ai transitori. where the contribution due to transients developed in series.

Poiché l’integrale in Tr delle componenti diverse da Io è nullo, si ha Since the integral in Tr of the components other than Io is zero, we have

Le stesse considerazioni valgono per le correnti i1, i2 e i3. The same considerations apply to the currents i1, i2 and i3.

Quindi si è dimostrato che i transitori provocano componenti indesiderate (ma che possono essere trascurabili) a frequenza Fr (e superiori) ma non causano alcun errore per quanto riguarda le componenti continue. Therefore, transients have been shown to cause unwanted (but may be negligible) components at frequency Fr (and higher) but do not cause any error with regard to continuous components.

La frequenza di funzionamento del ripartitore va scelta sufficientemente elevata e va tenuto in debito conto che tale frequenza può variare con il variare della corrente prodotta dalla sorgente di corrente (a meno non si intervenga sulle soglie Q1, Q2, Q3). The operating frequency of the divider must be chosen sufficiently high and it must be taken into account that this frequency can vary with the variation of the current produced by the current source (unless the thresholds Q1, Q2, Q3 are changed).

Va comunque evidenziato che, anche in presenza di ondulazioni indesiderate, il sistema assicura precisamente le caratteristiche cromatiche impostate. However, it should be noted that, even in the presence of undesired undulations, the system ensures precisely the chromatic characteristics set.

Nell’esempio di realizzazione di Fig.1 che è un sistema di alimentazione indicato nel suo complesso con il riferimento 10, le cariche fornite ai vari carichi vengono misurate attraverso un’unica circuiteria collegata all’ingresso I10; tale circuiteria comprende un circuito integratore 18 che integra la corrente che scorre attraverso l’ingresso I10 e che fornisce in uscita il valore della carica misurata; i livelli di riferimento sono rappresentati dal blocco 15 che fornisce in uscita uno dei livelli di riferimento; il blocco 17 è un circuito comparatore che confronta il valore della carica misurata con il livello di riferimento e fornisce in uscita una valore logico corrispondente all’esito di tale confronto; tale esito è “negativo” se il valore della carica misurata è minore al livello di riferimento ed è “positivo” se il valore della carica misurata è uguale o maggiore al livello di riferimento; il blocco 16 è una circuiteria logica che riceve in ingresso, tra l’altro, l’esito del confronto e fornisce in uscita, tra l’altro, un comando di commutazione di carico ed un comando (R) di “reset”; non appena l’esito del confronto è “positivo”, la circuiteria logica 16 invia ad un blocco 14 il comando di commutazione di carico ed il comando (R) di “reset” al circuito integratore 18; quando il circuito integratore 18 riceve un comando di “reset” incomincia una nuova misura; il blocco 14 è un circuito selettore che, quando riceve un comando di commutazione di carico, genera in uscita un comando di deviazione per il circuito deviatore 11 ed un comando di selezione per il blocco 15; il circuito deviatore 11 collega elettricamente l’ingresso I10 ad una delle sue uscite OA, OB, OC (il significato dell’uscita interna OD verrà spiegato più avanti) in rapporto al comando di deviazione ricevuto; il blocco 15 fornisce in uscita un livello di riferimento corrispondente al comando di selezione ricevuto. In the example of realization of Fig.1 which is a power supply system indicated as a whole with reference 10, the charges supplied to the various loads are measured through a single circuitry connected to input I10; this circuitry comprises an integrator circuit 18 which integrates the current flowing through the input I10 and which provides the measured charge value at the output; the reference levels are represented by block 15 which outputs one of the reference levels; block 17 is a comparator circuit that compares the value of the measured charge with the reference level and outputs a logic value corresponding to the outcome of this comparison; this result is “negative” if the value of the measured charge is lower than the reference level and it is “positive” if the value of the measured charge is equal to or greater than the reference level; block 16 is a logic circuitry that receives, among other things, the result of the comparison at its input and provides, among other things, a load switching command and a "reset" command (R); as soon as the result of the comparison is "positive", the logic circuitry 16 sends the load switching command to a block 14 and the "reset" command (R) to the integrator circuit 18; when the integrator circuit 18 receives a "reset" command, a new measurement begins; block 14 is a selector circuit which, when it receives a load switching command, generates at its output a deviation command for the diverter circuit 11 and a selection command for block 15; the diverter circuit 11 electrically connects the input I10 to one of its outputs OA, OB, OC (the meaning of the internal output OD will be explained later) in relation to the deviation command received; block 15 outputs a reference level corresponding to the selection command received.

Nel seguito si fornirà una trattazione matematica che conferma la piena applicabilità del metodo secondo la presente invenzione anche nel caso di corrente d’ingresso con polarità costante, ma non di valore costante. Nel seguito, con “i” si indicherà l’indice del “carico”, con “j” l’indice del “ciclo” di ripartizione, con “G(i)” il guadagno del circuito integratore quando opera sulla corrente che fluisce attraverso il carico “i” (nel caso dello schema di Fig.1 il guadagno del circuito integratore 18 è costante ed indipendente dal carico), con “L(i)” il livello di riferimento associato al carico “i”, con d(i,j) la durata temporale tra “reset” del circuito integratore e raggiungimento del livello di riferimento L(i) quando la corrente scorre nel carico “i” – tale durata si può chiamare “durata dell’intervallo di integrazione” o “tempo di integrazione”; poiché la corrente d’ingresso presenta notevoli variazioni, è preferibile, per essere rigorosi, tenere conto che questa sia differente da ciclo a ciclo; con riferimento a Fig.4, d(1,1)=t1 , d(2,1)=t2 , d(3,1)=t3 , d(1,2)=t4 , d(2,2)=t5 , d(3,2)=t6 , d(1,3)=t7 , d(2,3)=t8 , d(3,3)=t9 . In the following we will provide a mathematical treatment that confirms the full applicability of the method according to the present invention even in the case of input current with constant polarity, but not of constant value. In the following, with "i" the index of the "load" will be indicated, with "j" the index of the distribution "cycle", with "G (i)" the gain of the integrator circuit when it operates on the current flowing through the load "i" (in the case of the diagram in Fig.1 the gain of the integrator circuit 18 is constant and independent of the load), with "L (i)" the reference level associated with the load "i", with d (i , j) the time duration between "reset" of the integrator circuit and reaching the reference level L (i) when the current flows in the load "i" - this duration can be called "duration of the integration interval" or " integration"; since the input current has considerable variations, it is preferable, to be rigorous, to take into account that this is different from cycle to cycle; with reference to Fig. 4, d (1,1) = t1, d (2,1) = t2, d (3,1) = t3, d (1,2) = t4, d (2,2) = t5, d (3.2) = t6, d (1.3) = t7, d (2.3) = t8, d (3.3) = t9.

Dalla formula F2 si avrà che : From formula F2 we will have that:

dove con [t,t+d(i,j)] è indicato l’intervallo temporale relativo al carico “i” del ciclo “j”; where [t, t + d (i, j)] indicates the time interval relating to the load "i" of cycle "j";

si ha avrà inoltre che : we will also have that:

Secondo le implementazioni più tipiche della presente invenzione, si può semplificare la formula F5 considerando che solo uno dei due parametri L e G varia da carico a carico; nell’implementazione di Fig.1, solo L, ossia il livello di riferimento, varia da carico a carico e G rimane costante. According to the most typical implementations of the present invention, formula F5 can be simplified by considering that only one of the two parameters L and G varies from load to load; in the implementation of Fig.1, only L, i.e. the reference level, varies from load to load and G remains constant.

Pertanto, si può indicare il rapporto L(i) /G(i) con (L/G)(i) e quindi si avrà che : Therefore, we can indicate the ratio L (i) / G (i) with (L / G) (i) and therefore we will have that:

e infine che : and finally that:

Va notato che, sebbene d(i,j) dipenda in generale dall’indice del ciclo “j”, , Eopt(i,[t,t+d(i,j)]) non dipende dall’indice del ciclo “j”, ma solo dall’indice del carico “i” per il fatto che l’energia luminosa deriva da una operazione di integrazione nel tempo della potenza luminosa istantanea. It should be noted that although d (i, j) generally depends on the cycle index "j", Eopt (i, [t, t + d (i, j)]) does not depend on the cycle index "j ”, But only from the load index“ i ”due to the fact that the light energy derives from an integration operation over time of the instantaneous light power.

Si avrà quindi che : We will therefore have that:

Si dovrà quindi fare in modo che T(1,j)+T(2,j)+ … T(n,j)<<τ per qualsiasi valore di “j” . We must therefore make sure that T (1, j) + T (2, j) +… T (n, j) << τ for any value of “j”.

Indicando con “n” il numero di carichi da alimentare e con “m” il numero di cicli completi che si svolgono nel tempo ”τ” si avrà che : Indicating with "n" the number of loads to be powered and with "m" the number of complete cycles that take place over time "τ" we will have that:

dove con “δ” è indica la durata della parte di ciclo non completato compresa nel tempo ”τ”. where “δ” indicates the duration of the part of the uncompleted cycle included in the time “τ”.

Poiché la durata della parte di ciclo non completato è minore della durata di un ciclo completo si avrà che δ << τ . Since the duration of the uncompleted part of the cycle is less than the duration of a complete cycle, we will have δ << τ.

Poiché, nelle ipotesi sopra considerate, per ogni intervallo [t,t+d(i,j)] il carico “i” emette la stessa energia luminosa Eopt(i), si avrà che nell’intervallo [t,t+τ] varrà la seguente formula per l’energia emessa dal carico “i” : Since, in the hypotheses considered above, for each interval [t, t + d (i, j)] the load "i" emits the same light energy Eopt (i), we will have that in the interval [t, t + τ] the following formula will apply for the energy emitted by the load "i":

e per la potenza media in tale intervallo varrà la seguente formula : and for the average power in this interval the following formula will apply:

o anche la seguente formula : or even the following formula:

Popt(i) è pertanto determinata dal fattore m*k(i)*(L/G(i)) con, al più, un errore relativo massimo pari a 1/m, e poiché per le ipotesi fatte, m>>1, tale errore può essere reso molto piccolo e quindi trascurato. In generale, se si considera la sequenza di “p” consecutivi intervalli temporali di durata “τ”, [t+p*τ,t+p*τ+τ], si ha che “m” dipende da “p” (cioè il numero di cicli completati nel tempo “τ” è variabile); ciò è dovuto alla fatto che sia il valore istantaneo che il valore medio della corrente d’ingresso può variare nel tempo. Popt (i) is therefore determined by the factor m * k (i) * (L / G (i)) with, at most, a maximum relative error equal to 1 / m, and since for the assumptions made, m >> 1 , such an error can be made very small and therefore neglected. In general, if we consider the sequence of consecutive "p" time intervals of duration "τ", [t + p * τ, t + p * τ + τ], we have that "m" depends on "p" (that is the number of cycles completed over time "τ" is variable); this is due to the fact that both the instantaneous value and the average value of the input current can vary over time.

Tuttavia, se si ipotizza che il valore medio della corrente d’ingresso sia costante oppure vari molto lentamente (scala temporale TT>>τ), allora il valore medio della corrente d’ingresso (calcolato nel tempo τ) può essere considerato costante per una sequenza relativamente lunga di consecutivi intervalli temporali di durata “τ” e quindi anche la carica trasferita Q[t+p*τ,t+p*τ+τ] in tali intervalli temporali può essere considerata costante, cioè indipendente da “p”, e può essere indicata con Q(τ). However, if it is assumed that the average value of the input current is constant or varies very slowly (time scale TT >> τ), then the average value of the input current (calculated in the time τ) can be considered constant for a relatively long sequence of consecutive time intervals of duration "τ" and therefore also the transferred charge Q [t + p * τ, t + p * τ + τ] in these time intervals can be considered constant, i.e. independent of "p", and can be denoted by Q (τ).

In generale, si deve indicare con Q(i,j) la carica trasferita al carico “i” durante il ciclo “j”; ma, nelle ipotesi sopra dette, tale carica non dipende da “j”, ma solo da “i” e quindi può essere indicata con Q(i). Si avrà allora che : In general, Q (i, j) must indicate the charge transferred to the load “i” during the cycle “j”; but, in the above hypotheses, this charge does not depend on "j", but only on "i" and therefore can be indicated with Q (i). We will then have that:

dove “q” indica la carica trasferita in una parte di ciclo non completato. where “q” indicates the charge transferred in an incomplete part of a cycle.

Per le ipotesi fatte, sarà q<<(Q(1)+Q(2)+ … Q(n))<Q(τ). For the assumptions made, it will be q << (Q (1) + Q (2) +… Q (n)) <Q (τ).

Al variare di Q(τ), varierà m e quindi Popt(i) in modo linearmente proporzionale. As Q (τ) varies, m and therefore Popt (i) will vary in a linearly proportional way.

L’invarianza della resa cromatica corrisponde all’invarianza di tutti i rapporti di potenza Popt(i1)/Popt(i2). The invariance of the color rendering corresponds to the invariance of all the Popt (i1) / Popt (i2) power ratios.

Ciascuno di tali rapporti di potenza varia intorno al valore nominale al più di un fattore Each of these power ratios varies around nominal by more than one factor

Poiché m è sempre >> 1 , la resa cromatica è ben controllata e può essere mantenuta sostanzialmente costante al variare della luminosità totale (e del valor medio della corrente d’ingresso). Since m is always >> 1, the color rendering is well controlled and can be kept substantially constant as the total brightness varies (and the average value of the input current).

Sebbene il controllo sia di natura discontinua, esso viene percepito come processo continuo, se le discontinuità sono su una scala temporale molto minore di quella caratteristica dei dispositivi di rivelazione o registrazione dei segnali luminosi (occhio, fotocamera, videocamera, …); questo risultato si ottiene mediante un corretto dimensionamento dei parametri del sistema. Although the control is discontinuous in nature, it is perceived as a continuous process, if the discontinuities are on a much shorter time scale than that characteristic of light signal detection or recording devices (eye, camera, video camera, ...); this result is obtained through a correct dimensioning of the system parameters.

Da quanto detto, risulta chiaro che il metodo secondo la presente invenzione si può applicare indipendentemente dall’andamento della corrente d’ingresso. From what has been said, it is clear that the method according to the present invention can be applied regardless of the trend of the input current.

La resa cromatica fornita dei LED collegati al sistema di illuminazione, ossia i carichi, dipende da come viene ripartita la corrente elettrica tra i carichi (oltre alle caratteristiche dei carichi stessi: il numero, il colore e la potenza dei vari LED), più precisamente da come viene ripartita la carica tra i vari carichi. The color rendering provided by the LEDs connected to the lighting system, i.e. the loads, depends on how the electric current is divided between the loads (in addition to the characteristics of the loads themselves: the number, color and power of the various LEDs), more precisely how the charge is divided between the various loads.

Nel caso del circuito di Fig.1 la resa cromatica dipende essenzialmente dai livelli di riferimento forniti dal blocco 15; se tali livelli di riferimento rimangono costanti, la resa cromatica rimane sostanzialmente costante anche al variare della corrente media all’ingresso I10 (vi possono essere delle piccole variazioni dovute al fatto che le caratteristiche dei LED non sono perfettamente lineari e linearmente proporzionali tra loro come si nota in Fig.5), mentre se vengono cambiati anche la resa cromatica cambia; in tal modo, è possibile regolare la resa cromatica della illuminazione; la freccia C1 in ingresso al blocco 15 in Fig.1 indica da possibilità di modificare i livelli di riferimento durante il funzionamento del circuito. Nella scelta dei livelli di riferimento e nel dimensionamento del circuito integratore, occorre tenere presente i vincoli temporali spiegati in precedenza. In the case of the circuit of Fig.1, the color rendering essentially depends on the reference levels provided by block 15; if these reference levels remain constant, the color rendering remains substantially constant even when the average current at input I10 varies (there may be small variations due to the fact that the characteristics of the LEDs are not perfectly linear and linearly proportional to each other as is note in Fig. 5), while if they are changed the color rendering also changes; in this way, it is possible to adjust the color rendering of the lighting; the arrow C1 entering block 15 in Fig.1 indicates the possibility of modifying the reference levels during the operation of the circuit. When choosing the reference levels and sizing the integrator circuit, the time constraints explained above must be kept in mind.

A seconda delle applicazioni della presente invenzione, la resa cromatica è predeterminata in fase di produzione oppure viene impostata dall’installatore o dall’utente finale ad esempio mediante mezzi di interfaccia d’utente; nel caso ad esempio del circuito di Fig.1, vengono predeterminate oppure impostate le quantità di carica fornite ai vari carichi ad ogni ciclo. Depending on the applications of the present invention, the color rendering is predetermined in the production phase or is set by the installer or the end user, for example by means of user interface; in the case, for example, of the circuit of Fig.1, the quantities of charge supplied to the various loads at each cycle are predetermined or set.

La regolazione della luminosità della illuminazione a LED può essere effettuata indipendentemente dalla regolazione della resa cromatica e, preferibilmente, a monte della circuiteria di regolazione della resa cromatica. A tal fine si può ad esempio collegare a monte del circuito 10 di Fig.1 un alimentatore di tipo switching come l’alimentatore mostrato in modo assai schematico in Fig.2 ed indicato nel suo complesso con il riferimento 20; l’insieme dei due circuiti costituisce un sistema di alimentazione secondo la presente invenzione (più complesso e sofisticato) ed è mostrato in Fig.3; il circuito di Fig.3 comprende anche un’unità di controllo 30, in particolare un’unità logica di controllo, di cui si parlerà più avanti. The brightness adjustment of the LED lighting can be carried out independently of the color rendering adjustment and, preferably, upstream of the color rendering adjustment circuitry. For this purpose, for example, upstream of the circuit 10 of Fig.1, a switching-type power supply can be connected such as the power supply shown in a very schematic way in Fig.2 and indicated as a whole with the reference 20; the set of the two circuits constitutes a power supply system according to the present invention (more complex and sophisticated) and is shown in Fig.3; the circuit of Fig.3 also includes a control unit 30, in particular a logic control unit, which will be discussed later.

L’alimentatore 20 ha un ingresso I20 ed una uscita O20, e comprende un circuito convertitore di potenza 21 avente un ingresso principale collegato all’ingresso I20, un ingresso di controllo ed una uscita principale collegata all’uscita O20, un circuito regolatore 22 avente un ingresso principale collegato all’uscita O20, un ingresso di controllo ed una uscita principale collegata all’ingresso di controllo del circuito convertitore di potenza 21, ed un blocco 23 che fornisce in uscita un livello di riferimento al circuito regolatore 22. La corrente all’uscita del circuito 20 ha un valore regolato che dipende dal livello di riferimento fornito dal blocco 23 al circuito 22; poiché si tratta di un alimentatore di tipo switching, poiché è del tipo a controllo interno in corrente, e poiché non sono previsti filtri a monte della sua uscita O20, la corrente all’uscita sarà ondulata o impulsiva, periodica e regolata solo in termini di valore medio. A seconda delle applicazioni della presente invenzione, la luminosità è predeterminata in fase di produzione oppure viene impostata dall’installatore o dall’utente finale ad esempio mediante mezzi di interfaccia d’utente. La freccia C3 in ingresso al blocco 23 in Fig.2 indica da possibilità di modificare il livello di riferimento durante il funzionamento del circuito. The power supply 20 has an input I20 and an output O20, and comprises a power converter circuit 21 having a main input connected to the input I20, a control input and a main output connected to the output O20, a regulator circuit 22 having a main input connected to the output O20, a control input and a main output connected to the control input of the power converter circuit 21, and a block 23 which outputs a reference level to the regulator circuit 22. The current at the the output of the circuit 20 has a regulated value which depends on the reference level supplied by the block 23 to the circuit 22; since it is a switching type power supply, since it is of the type with internal current control, and since there are no filters upstream of its output O20, the current at the output will be wavy or impulsive, periodic and regulated only in terms of average value. Depending on the applications of the present invention, the brightness is predetermined in the production phase or is set by the installer or by the end user, for example by means of user interface. The arrow C3 entering block 23 in Fig. 2 indicates the possibility of modifying the reference level during operation of the circuit.

Come si è detto, in linea di principio, secondo la presente invenzione, un solo carico alla volta è alimentato attraverso la corrente d’ingresso. Tuttavia, i circuiti elettrici non sono in grado di effettuare commutazioni istantanee. Per evitare il rischio che, per brevi periodi di tempo, la corrente d’ingresso non sia fornita a nessun carico e che quindi si generino elevate tensioni (interne al sistema di alimentazione secondo la presente invenzione), è preferibile che per brevi periodi di tempo la corrente d’ingresso sia fornita ad almeno due carichi (tali periodi di tempo possono essere compresi nell’intervallo da 100 nS a 1 uS): ad esempio se la corrente d’ingresso deve essere fornita in un primo intervallo di tempo ad un primo carico ed in un secondo intervallo di tempo ad un secondo carico, per un breve periodo di tempo intermedio tra i due intervalli di tempo la corrente d’ingresso viene fornita sia al primo carico che al secondo carico e si suddivide tra i due carichi in base alle caratteristiche dinamiche degli interruttori (MOSFET) in fase di accensione e spegnimento. As mentioned, in principle, according to the present invention, only one load at a time is powered through the input current. However, electrical circuits are unable to make instantaneous switching. To avoid the risk that, for short periods of time, the input current is not supplied to any load and that therefore high voltages are generated (internal to the power supply system according to the present invention), it is preferable that for short periods of time the input current is supplied to at least two loads (these time periods can be included in the range from 100 nS to 1 uS): for example if the input current must be supplied in a first time interval to a first load and in a second time interval to a second load, for a short period of time between the two time intervals the input current is supplied both to the first load and to the second load and is divided between the two loads according to to the dynamic characteristics of the switches (MOSFET) during switching on and off.

A seconda della sorgente di corrente elettrica, il valore della sua corrente d’uscita (in ingresso alla circuiteria di ripartizione) può ridursi notevolmente durante certi periodi di tempo e, talvolta, raggiungere lo zero (questo è il caso degli alimentatori di tipo switching quando lavorano in “discontinuous mode”). Peraltro, la caratteristica flussocorrente di un LED può essere ritenuta lineare solo se la corrente che lo percorre è superiore ad un valore minimo; sotto tale valore minimo, il comportamento del LED è non prevedibile e non ripetibile. In Fig.4, si è indicato tale valore minimo con il riferimento “ith”; in questo specifico esempio, la corrente d’ingresso i(I10) è ondulata, ma le sue ondulazione non si spingono al di sotto della valore minimo “ith”. Depending on the source of electric current, the value of its output current (at the input to the distribution circuitry) can be considerably reduced during certain periods of time and, sometimes, reach zero (this is the case of switching power supplies when they work in "discontinuous mode"). Moreover, the flux-current characteristic of an LED can be considered linear only if the current flowing through it is greater than a minimum value; below this minimum value, the behavior of the LED is unpredictable and non-repeatable. In Fig.4, this minimum value has been indicated with the reference “ith”; in this specific example, the input current i (I10) is wavy, but its undulations do not go below the minimum value "ith".

Per ovviare a tale problema, la presente invenzione propone di cortocircuitare la corrente d’ingresso se il suo valore è inferiore ad un certo valore, in particolare per tutto il tempo in cui tale corrente è inferiore a tale valore. To overcome this problem, the present invention proposes to short-circuit the input current if its value is lower than a certain value, in particular for all the time in which this current is lower than this value.

Questo insegnamento permette di non sprecare energia, quantomeno in modo significativo. Infatti, la corrente d’ingresso viene tipicamente ricavata da un alimentatore di tipo switching e questo presenta perdite ridotte quando la sua uscita è cortocircuitata, naturalmente se si usa una opportuna topologia e se si effettua un opportuno dimensionamento. Dal punto di vista circuitale, questo insegnamento può essere realizzato per mezzo di un circuito misuratore di corrente collegato in modo tale da misurare la corrente fornita alle uscite del sistema di alimentazione e mezzi circuitali atti a realizzare selettivamente un cortocircuito interno della corrente d’ingresso in alternativa ad alimentare elettricamente i carichi; il circuito misuratore di corrente è atto a rilevare quando tale corrente è inferiore ad una certa soglia di corrente ed è collegato a detti mezzi circuitali in modo tale che il cortocircuito interno si realizza quando tale corrente è inferiore a tale soglia di corrente. Nell’esempio di Fig.1, il circuito misuratore di corrente (che comprende un comparatore) corrisponde al blocco 19; la freccia C2 in ingresso al blocco 19 indica la possibilità di modificare la soglia di corrente durante il funzionamento del circuito; l’uscita del blocco 19 è collegata ad un ingresso della circuiteria logica 16 la quale in rapporto alle misure di corrente ricevute dal blocco 19 (ad esempio “corrente sotto soglia”) può generare un particolare comando di commutazione di carico per il circuito selettore 14; quando il circuito selettore 14 riceve il particolare comando di commutazione di carico, genera in uscita un particolare comando di deviazione per il circuito deviatore 11; quando il circuito deviatore 11 riceve il particolare comando di commutazione di carico, collega elettricamente l’ingresso I10 ad una uscita “interna” OD che è collegata ad un percorso elettrico interno 13 di corto-circuito. Vantaggiosamente, la circuiteria logica 16, in rapporto alle misure di corrente ricevute dal blocco 19 (ad esempio “corrente sotto soglia”), può generare un comando (H) di “hold” per il circuito integratore 18; quando il circuito integratore 18 riceve un comando (H) di “hold” interrompe (provvisoriamente) la misura; infatti, quando la corrente d’ingresso è piccola e non viene inviata ad alcun carico, non contribuisce a generare energia luminosa e quindi non va contata ai fini della regolazione della resa cromatica. This teaching allows us not to waste energy, at least in a significant way. In fact, the input current is typically obtained from a switching power supply and this has reduced losses when its output is short-circuited, of course if an appropriate topology is used and if an appropriate sizing is carried out. From the circuit point of view, this teaching can be carried out by means of a current measuring circuit connected in such a way as to measure the current supplied to the outputs of the power supply system and circuit means capable of selectively realizing an internal short circuit of the input current in alternative to powering the loads electrically; the current measuring circuit is able to detect when this current is lower than a certain current threshold and is connected to said circuit means in such a way that the internal short circuit occurs when such current is lower than said current threshold. In the example of Fig.1, the current meter circuit (which includes a comparator) corresponds to block 19; arrow C2 at the input of block 19 indicates the possibility of modifying the current threshold during operation of the circuit; the output of block 19 is connected to an input of the logic circuitry 16 which in relation to the current measurements received from block 19 (for example "current below threshold") can generate a particular load switching command for the selector circuit 14 ; when the selector circuit 14 receives the particular load switching command, it generates at the output a particular deviation command for the diverter circuit 11; when the diverter circuit 11 receives the particular load switching command, it electrically connects the input I10 to an "internal" output OD which is connected to an internal short-circuit electrical path 13. Advantageously, the logic circuitry 16, in relation to the current measurements received by the block 19 (for example "current below threshold"), can generate a "hold" command (H) for the integrator circuit 18; when the integrator circuit 18 receives a hold command (H) it (temporarily) interrupts the measurement; in fact, when the input current is small and is not sent to any load, it does not contribute to generating light energy and therefore should not be counted for the purposes of adjusting the color rendering.

Se la corrente che percorre un LED è superiore ad un valore massimo, il LED può venire danneggiato. If the current flowing through an LED is higher than a maximum value, the LED can be damaged.

Per ovviare a tale problema, la presente invenzione propone di cortocircuitare la corrente d’ingresso se il suo valore è superiore ad un certo valore, in particolare per tutto il tempo in cui tale corrente è superiore a tale valore; tale soluzione può essere utilizzata anche in aggiunta ad una eventuale circuiteria di limitazione della corrente interna alla sorgente di corrente elettrica del sistema di illuminazione. Questo insegnamento permette di non sprecare energia, quantomeno in modo significativo. Infatti, la corrente d’ingresso viene tipicamente ricavata da un alimentatore di tipo switching e questo presenta perdite ridotte quando la sua uscita è cortocircuitata, naturalmente se si usa una opportuna topologia e se si effettua un opportuno dimensionamento. In questa situazione va detto peraltro che una certa parte dell’energia va necessariamente dissipata per poter riportare la corrente d’ingresso al di sotto del valore massimo tollerabile dai vari LED e che risulta essenziale un limitatore veloce di corrente, tipicamente al primario. Dal punto di vista circuitale, questo insegnamento può essere realizzato per mezzo di un circuito misuratore di corrente collegato in modo tale da misurare la corrente fornita alle uscite del sistema di alimentazione e mezzi circuitali atti a realizzare selettivamente un cortocircuito interno della corrente d’ingresso in alternativa ad alimentare elettricamente i carichi; il circuito misuratore di corrente è atto a rilevare quando tale corrente è inferiore ad una certa soglia di corrente ed è collegato a detti mezzi circuitali in modo tale che il cortocircuito interno si realizza quando la tale corrente è superiore a tale soglia di corrente. To overcome this problem, the present invention proposes to short-circuit the input current if its value is higher than a certain value, in particular for all the time in which this current is higher than this value; this solution can also be used in addition to a possible current limiting circuitry inside the electric current source of the lighting system. This teaching allows us not to waste energy, at least in a significant way. In fact, the input current is typically obtained from a switching power supply and this has reduced losses when its output is short-circuited, of course if an appropriate topology is used and if an appropriate sizing is carried out. In this situation, however, it must be said that a certain part of the energy must necessarily be dissipated in order to bring the input current below the maximum tolerable value of the various LEDs and that a fast current limiter is essential, typically at the primary. From the circuit point of view, this teaching can be carried out by means of a current measuring circuit connected in such a way as to measure the current supplied to the outputs of the power supply system and circuit means capable of selectively realizing an internal short circuit of the input current in alternative to powering the loads electrically; the current measuring circuit is able to detect when said current is lower than a certain current threshold and is connected to said circuit means in such a way that the internal short circuit occurs when said current is higher than said current threshold.

Si comprende quindi che può essere opportuno realizzare il cortocircuito interno sia in caso di corrente minore di una soglia di corrente inferiore che in caso di corrente maggiore di una soglia di corrente superiore; tale funzionalità è vantaggiosamente integrabile nella medesima circuiteria. Nell’esempio di Fig.1, tale risultato può essere ottenuto facendo in modo che il circuito misuratore di corrente 19 segnali alla circuiteria logica 16 sia il superamento della soglia inferiore che il superamento della soglia superiore; in questo caso, a freccia C2 può indicare la possibilità di modificare entrambe le soglie di corrente. It is therefore understood that it may be appropriate to realize the internal short-circuit both in the case of a current lower than a lower current threshold and in the case of a current greater than a higher current threshold; this functionality can be advantageously integrated into the same circuitry. In the example of Fig.1, this result can be obtained by making sure that the current meter circuit 19 signals to the logic circuitry 16 both the exceeding of the lower threshold and the exceeding of the upper threshold; in this case, arrow C2 may indicate the possibility of modifying both current thresholds.

Il sistema di Fig. 3 comprende una unità elettronica di controllo; si tratta in particolare di una unità di controllo a microprocessore o microcontrollore. The system of Fig. 3 comprises an electronic control unit; in particular it is a microprocessor or microcontroller control unit.

L’unità 30 è dotata di un programma e di dati (tutto memorizzato internamente) ed è atta a controllare la circuiteria 10 (per quanto riguarda la ripartizione di corrente) e la circuiteria 20 (per quanto riguarda la regolazione di corrente) sulla base di tale programma e di tali dati; in particolare, invia alla circuiteria 10 (freccia C1) i livelli di riferimento per la regolazione della resa cromatica ed alla circuiteria 20 (freccia C3) il livello di riferimento per la regolazione della luminosità; inoltre, se previsto, può inviare alla circuiteria 10 (freccia C2 tratteggiata) il livello inferiore di soglia di corrente e/o il livello superiore di soglia di corrente per l’attivazione del percorso di cortocircuito. The unit 30 is equipped with a program and data (all stored internally) and is adapted to control the circuitry 10 (as regards the current distribution) and the circuitry 20 (as regards the current regulation) on the basis of such program and such data; in particular, it sends to the circuitry 10 (arrow C1) the reference levels for adjusting the color rendering and to the circuitry 20 (arrow C3) the reference level for adjusting the brightness; in addition, if provided, it can send to the circuitry 10 (arrow C2 dashed) the lower current threshold level and / or the upper current threshold level for the activation of the short circuit path.

Il sistema di Fig.3 potrebbe comprendere ulteriormente dei mezzi d’interfaccia d’utente collegati all’unità 30 per influire sulla illuminazione, in particolare sulla luminosità e/o sulla resa cromatica; tali mezzi potrebbero essere ad esempio, uno o più pulsanti (meccanici o a sfioramento) e/o una o più manopole. The system of Fig.3 could further comprise user interface means connected to unit 30 to affect lighting, in particular brightness and / or color rendering; such means could be, for example, one or more buttons (mechanical or touch) and / or one or more knobs.

Il sistema di Fig.3 potrebbe comprendere ulteriormente almeno un sensore, in particolare di temperatura o di luminosità o di colore, collegato all’unità 30 per influire sull’illuminazione, in particolare sulla luminosità e/o sulla resa cromatica. Poiché i LED di potenza hanno un comportamento che dipende significativamente dalla temperatura della loro giunzione, può essere vantaggioso prevedere un sensore di temperatura posizionato vicino ai LED, acquisire il valore della temperatura e cambiare di conseguenza il livello di riferimento per la regolazione della luminosità e/o uno o più dei livelli di riferimento per la regolazione della resa cromatica; in tal modo, si effettua una compensazione degli errori dovuti alla temperatura. In applicazioni dove è richiesta precisione di luminosità e/o resa cromatica (ad esempio fotografiche), può essere vantaggioso prevedere un sensore di luminosità e/o un sensore di resa cromatica, acquisire le misure del sensore o dei sensori e cambiare di conseguenza il livello di riferimento per la regolazione della luminosità e/o uno o più dei livelli di riferimento per la regolazione della resa cromatica. The system of Fig.3 could further comprise at least one sensor, in particular for temperature or brightness or color, connected to unit 30 to affect lighting, in particular brightness and / or color rendering. Since the power LEDs have a behavior that depends significantly on the temperature of their junction, it can be advantageous to provide a temperature sensor positioned close to the LEDs, acquire the temperature value and accordingly change the reference level for adjusting the brightness and / o one or more of the reference levels for adjusting the color rendering; in this way, errors due to temperature are compensated. In applications where accuracy of brightness and / or color rendering is required (for example photographic), it may be advantageous to provide a brightness sensor and / or a color rendering sensor, acquire the measurements of the sensor or sensors and change the level accordingly. reference level for adjusting the brightness and / or one or more of the reference levels for adjusting the color rendering.

Il sistema di Fig.3 potrebbe comprendere ulteriormente mezzi di comunicazione collegati all’unità 30 per influire direttamente o indirettamente sull’illuminazione; tale caratteristica può essere utile, in particolare, per sistemi di illuminazione complessi oppure in un sistema di “home automation” o di “building automation”. Tali risorse possono ad esempio comprendere interfacce wired o wireless e, eventualmente, programmi per elaboratore; a titolo di esempio tra le interfacce si possono ricordare le interfacce seriali (RS-232, USB, …), le interfacce Ethernet, le interfacce WiFi, le interfacce Bluetooth o ZigBee, le interfacce telefoniche (modem di linea o modem GSM e/o GPRS). Secondo tale insegnamento, il sistema di alimentazione (e quindi l’illuminazione) può essere controllata da breve distanza (ad esempio attraverso punto di interfaccia) e/o a media distanza (ad esempio mediante una LAN [Local Area Network]) e/o a lunga distanza (ad esempio via telefono o internet). E’ da notare che i mezzi di comunicazioni potrebbero essere utilizzati non solo per ricevere comandi di controllo luminosità e/o resa cromatica, ma anche per trasmettere informazioni di monitoraggio sulla illuminazione. The system of Fig.3 could further comprise means of communication connected to unit 30 to directly or indirectly affect the lighting; this feature can be useful, in particular, for complex lighting systems or in a "home automation" or "building automation" system. Such resources may for example include wired or wireless interfaces and, optionally, computer programs; by way of example among the interfaces we can remember the serial interfaces (RS-232, USB, ...), the Ethernet interfaces, the WiFi interfaces, the Bluetooth or ZigBee interfaces, the telephone interfaces (line modem or GSM modem and / or GPRS). According to this teaching, the power supply system (and therefore the lighting) can be controlled from a short distance (for example through an interface point) and / or at a medium distance (for example through a LAN [Local Area Network]) and / or over a long distance. distance (e.g. by phone or internet). It should be noted that the means of communication could be used not only to receive brightness and / or color rendering control commands, but also to transmit lighting monitoring information.

Da quanto è stato descritto, si comprende che per mezzo di un circuito deviatore è possibile deviare una corrente d’ingresso scegliendo tra una pluralità di carichi (ciascuno dei quali è costituito essenzialmente dal collegamento in serie di un certo numero di LED) ed anche un percorso di cortocircuito. In precedenza, era stato previsto che il percorso di cortocircuito fosse collegato all’ingresso di corrente in alternativa ai carichi in caso di corrente d’ingresso troppo bassa oppure troppo alta. Tuttavia, l’insegnamento tecnico legato all’uso di un percorso di cortocircuito va oltre questo specifico scopo; infatti, grazie a tale percorso si possono ottenere effetti di illuminazione particolare quali, ad esempio, lo spegnimento e/o la accensione repentina dell’illuminazione oppure la regolazione della luminosità della illuminazione. Qualsiasi degli effetti sopra descritti può essere ottenuto grazie al circuito deviatore di Fig.1 (che corrisponde ad una pluralità di transistori in Fig.6) pur di inviargli opportuni comandi di deviazione. Il circuito di Fig.6, indicato nel suo complesso con 600, è un sistema di alimentazione secondo la presente invenzione e può essere considerato una forma di realizzazione circuitale dello schema a blocchi di Fig.3. In realtà, secondo questa realizzazione i blocchi 10 e 20 di Fig.3 sono parzialmente integrati tra loro ed il blocco 30 di Fig.3 corrisponde in gran parte (anche se non totalmente) al blocco 630 di Fig.6. In Fig.6 sono evidenziati i punti del circuito corrispondenti agli ingressi I10 e I20 ed alle uscite O20, OA, OB, OC dello schema a blocchi di Fig.3. Il circuito 600 di Fig.6 comprende: un ponte di diodi 601, un circuito di correzione del “fattore di potenza” 602, un condensatore 603 di livellamento della tensione di ingresso, un trasformatore 604, un diodo 605 di protezione contro l’inversione di polarità, un resistore 606, quattro transistori di potenza di tipo MOSFET 607, 608, 609, 610, un comparatore 611, un generatore di tensione di soglia 612, una porta logica di tipo OR 613, un interruttore comandato 614, un resistore 615, un comparatore 616, un condensatore 617, un interruttore comandato 618, un comparatore 619, un circuito monostabile 620, un transistore di potenza di tipo MOSFET 621, un resistore 622, un modulatore PWM [Pulse-Width Modulation] 623 con anche funzione di limitazione della corrente, un filtro passa-basso 624, un comparatore 625, una rete di compensazione 626, due convertitori digitale-analogico 627 e 628 in particolare del tipo “a rete R-2R” a quattro bit, un’unità logica di controllo 630. From what has been described, it is understood that by means of a diverter circuit it is possible to divert an input current by choosing between a plurality of loads (each of which essentially consists of the series connection of a certain number of LEDs) and also a short circuit path. Previously, it was expected that the short circuit path was connected to the current input as an alternative to the loads in case of too low or too high input current. However, the technical teaching related to the use of a short circuit path goes beyond this specific purpose; in fact, thanks to this path it is possible to obtain particular lighting effects such as, for example, switching off and / or sudden switching on of the lighting or adjusting the brightness of the lighting. Any of the effects described above can be obtained thanks to the deviator circuit of Fig.1 (which corresponds to a plurality of transistors in Fig.6) in order to send it suitable deviation commands. The circuit of Fig.6, indicated as a whole with 600, is a power supply system according to the present invention and can be considered a circuit embodiment of the block diagram of Fig.3. In reality, according to this embodiment, the blocks 10 and 20 of Fig.3 are partially integrated with each other and the block 30 of Fig.3 corresponds largely (though not totally) to the block 630 of Fig.6. In Fig.6 the points of the circuit corresponding to the inputs I10 and I20 and to the outputs O20, OA, OB, OC of the block diagram of Fig.3 are highlighted. The circuit 600 of Fig. 6 includes: a bridge of diodes 601, a correction circuit of the "power factor" 602, a smoothing capacitor 603 of the input voltage, a transformer 604, a diode 605 for protection against inversion of polarity, a resistor 606, four power transistors of the type MOSFET 607, 608, 609, 610, a comparator 611, a threshold voltage generator 612, a logic gate of the OR type 613, a controlled switch 614, a resistor 615 , a comparator 616, a capacitor 617, a controlled switch 618, a comparator 619, a monostable circuit 620, a power transistor of the MOSFET type 621, a resistor 622, a PWM modulator [Pulse-Width Modulation] 623 with also the function of current limiting, a low-pass filter 624, a comparator 625, a compensation network 626, two digital-to-analog converters 627 and 628 in particular of the four-bit "R-2R network" type, a control logic unit 630.

Il circuito 600 di Fig.6 comprende : The circuit 600 of Fig. 6 includes:

- un circuito deviatore costituito essenzialmente dai componenti 607, 608, 609, 610, - a diverter circuit essentially consisting of components 607, 608, 609, 610,

- circuito misuratore di carica costituito essenzialmente dai componenti 606, 615, 616, 617, 618, 619, - charge meter circuit essentially consisting of components 606, 615, 616, 617, 618, 619,

- un circuito logico costituito essenzialmente dal componente 630. - a logic circuit essentially consisting of component 630.

Il circuito deviatore ha un ingresso I10 accoppiato all’ingresso I20 del sistema, una pluralità di uscite OA, OB, OC collegate rispettivamente ad una pluralità di uscite del sistema, ed è atto a collegare alternativamente il suo ingresso I10 alle sue uscite OA, OB, OC; The diverter circuit has an input I10 coupled to the input I20 of the system, a plurality of outputs OA, OB, OC respectively connected to a plurality of outputs of the system, and is adapted to alternatively connect its input I10 to its outputs OA, OB , OC;

Il circuito misuratore di carica è collegato in modo tale da misurare la carica fornita a dette uscite OA, OB, OC. The charge meter circuit is connected in such a way as to measure the charge supplied to said outputs OA, OB, OC.

Il circuito logico è collegato in modo tale da ricevere in ingresso le misure effettuate dal circuito misuratore di carica e da fornire in uscita al circuito deviatore segnali di comando di deviazione in relazione alle misure ricevute. The logic circuit is connected in such a way as to receive in input the measurements carried out by the charge meter circuit and to supply at the output to the deviator circuit deviation command signals in relation to the received measurements.

Il circuito deviatore comprende una ulteriore uscita OD collegata ad un percorso elettrico di corto-circuito, ed è atto a collegare il suo ingresso I10 a tale uscita OD in alternativa o in aggiunta al collegamento ad una delle uscite OA, OB, OC; vi è un ulteriore transistore MOSFET 610 per il collegamento dell’uscita OD. The diverter circuit comprises a further output OD connected to an electrical short-circuit path, and is adapted to connect its input I10 to this output OD alternatively or in addition to the connection to one of the outputs OA, OB, OC; there is an additional MOSFET 610 transistor for connecting the OD output.

Il circuito misuratore di carica comprende un resistore 606 (collegato ad un riferimento di tensione, in particolare a massa) ed un circuito integratore (che consiste essenzialmente dei componenti 615, 616, 617); nel caso di Fig.6, vi è un solo resistore ed un solo circuito integratore, entrambi collegati all’ingresso I10 del circuito deviatore. Il circuito integratore è collegato in modo tale da integrare la tensione che cade ai capi del resistore 606. The charge meter circuit comprises a resistor 606 (connected to a voltage reference, in particular to ground) and an integrator circuit (which essentially consists of components 615, 616, 617); in the case of Fig. 6, there is a single resistor and a single integrator circuit, both connected to input I10 of the diverter circuit. The integrator circuit is connected in such a way as to integrate the voltage that falls across resistor 606.

Il circuito misuratore di carica comprende inoltre un circuito comparatore 619 avente un primo ingresso ed un secondo ingresso; il primo ingresso è collegato all’uscita del circuito integratore 616 ed il secondo ingresso riceve un segnale di riferimento (dall’unità logica di controllo 630 attraverso il convertitore 628). The charge meter circuit further comprises a comparator circuit 619 having a first input and a second input; the first input is connected to the output of the integrator circuit 616 and the second input receives a reference signal (from the control logic unit 630 through the converter 628).

Il circuito integratore è dotato di un ingresso di “reset” che corrisponde all’ingresso di comando dell’interruttore 618. The integrator circuit is equipped with a "reset" input which corresponds to the control input of switch 618.

Il circuito integratore è dotato anche di un ingresso di “hold” che corrisponde all’ingresso di comando dell’interruttore 614. The integrator circuit is also equipped with a "hold" input which corresponds to the control input of switch 614.

Il circuito logico 630 è accoppiato in ingresso all’uscita del circuito integratore 616, preferibilmente attraverso un circuito comparatore 619. Il circuito logico 630 è collegato in uscita ad ingressi di controllo del circuito deviatore (terminali di porta dei transistori 607, 608, 609, 610); tali ingressi di controllo sono in numero pari alle uscite OA, OB, OC, OD del circuito deviatore. The logic circuit 630 is input coupled to the output of the integrator circuit 616, preferably through a comparator circuit 619. The logic circuit 630 is connected at the output to control inputs of the diverter circuit (gate terminals of transistors 607, 608, 609, 610); these control inputs are equal in number to the outputs OA, OB, OC, OD of the diverter circuit.

Il circuito logico 630 è accoppiato in uscita ad un ingresso di un circuito comparatore, preferibilmente attraverso un circuito di conversione da digitale ad analogico; tale caratteristica si applica sia al comparatore 619 attraverso il convertitore 628 che al comparatore 625 attraverso il convertitore 627. The logic circuit 630 is output coupled to an input of a comparator circuit, preferably through a digital to analog conversion circuit; this characteristic applies both to the comparator 619 through the converter 628 and to the comparator 625 through the converter 627.

Il circuito logico 630 è collegato indirettamente all’ingresso di “reset” di un circuito integratore (attraverso i componenti 619 e 620); alternativamente, tale collegamento potrebbe essere diretto. The logic circuit 630 is indirectly connected to the "reset" input of an integrator circuit (through components 619 and 620); alternatively, this link could be direct.

Il circuito logico 630 è costituito essenzialmente da un microprocessore o da un microcontrollore; vi sono, naturalmente, memorie per programmi e dati. The logic circuit 630 essentially consists of a microprocessor or a microcontroller; there are, of course, memories for programs and data.

Il circuito 600 comprende ulteriormente un circuito misuratore di corrente costituito essenzialmente dai componenti 606, 611, 612; esso è collegato in modo tale da misurare la corrente fornita alle uscite OA, OC, OC. Il circuito misuratore di corrente comprende un resistore 606 (collegato ad un riferimento di tensione, in particolare a massa) ed un circuito comparatore 611, preferibilmente un solo resistore ed un solo circuito comparatore, entrambi collegati all’ingresso I10 del circuito deviatore; il circuito comparatore è collegato in modo tale da confrontare la tensione che cade ai capi del resistore 606 con una tensione di soglia fornita dal generatore 612. The circuit 600 further comprises a current measuring circuit essentially consisting of components 606, 611, 612; it is connected in such a way as to measure the current supplied to the outputs OA, OC, OC. The current meter circuit includes a resistor 606 (connected to a voltage reference, in particular to ground) and a comparator circuit 611, preferably a single resistor and a single comparator circuit, both connected to the input I10 of the diverter circuit; the comparator circuit is connected in such a way as to compare the voltage falling across the resistor 606 with a threshold voltage supplied by the generator 612.

L’uscita del circuito misuratore di corrente è collegata (indirettamente) ad un ingresso del circuito deviatore (il terminale di porta del transistore 610); il circuito misuratore di corrente è atto a fornire in uscita un segnale di comando di deviazione in relazione alle misure effettuate. Inoltre, l’uscita del circuito misuratore di corrente è collegata (indirettamente) al circuito integratore (all’ingresso di comando dell’interruttore 614), ed è atto a fornire in uscita un segnale di “hold” al circuito integratore in relazione alle misure effettuate. La porta OR 613, che è collegata ad una uscita del circuito logico 630, consente al circuito logico 630 di comandare il transistore 610. The output of the current meter circuit is connected (indirectly) to an input of the diverter circuit (the gate terminal of transistor 610); the current measuring circuit is adapted to output a deviation command signal in relation to the measurements made. Furthermore, the output of the current meter circuit is connected (indirectly) to the integrator circuit (to the control input of the circuit breaker 614), and is adapted to supply a "hold" signal to the integrator circuit in relation to the measurements. carried out. The OR gate 613, which is connected to an output of the logic circuit 630, allows the logic circuit 630 to control the transistor 610.

Il circuito 600 comprende ulteriormente un alimentatore di tipo switching collegato a monte dell’ingresso I10 del circuito deviatore; tale alimentatore è del tipo con controllo di corrente e con uscita (O20) non-filtrata – non vi è infatti alcun condensatore collegato alla sua uscita; si tratta, in particolare, di un convertitore AC-DC di tipo “flyback” a corrente di uscita media costante (realizzazioni alternative possono prevedere altre topologie di convertitore); essenzialmente esso è costituito dai componenti 601, 603, 604, 605, 606, 621, 622, 623, 625. Il controllo di corrente dell’alimentatore prevede un circuito misuratore di corrente collegato in modo tale da misurare la corrente fornita all’uscita O20 dell’alimentatore stesso; esso comprende un resistore 606 (collegato ad un riferimento di tensione, in particolare a massa) ed un circuito amplificatore d’errore 625, ed è collegato in modo tale da confrontare la tensione che cade ai capi del resistore 606 con una tensione di riferimento (proveniente dall’unità logica di controllo 630 attraverso il convertitore 627 e che è proporzionale al valore medio desiderato della corrente all’uscita dell’alimentatore). Vi è inoltre un filtro passa-basso 624 collegato in modo tale da filtrare la tensione che cade ai capi del resistore 606 prima che essa sia fornita al circuito amplificatore d’errore 625. The circuit 600 further includes a switching-type power supply connected upstream of the I10 input of the diverter circuit; this power supply is of the type with current control and with non-filtered output (O20) - there is in fact no capacitor connected to its output; in particular, it is a “flyback” AC-DC converter with constant average output current (alternative embodiments may include other converter topologies); essentially it consists of components 601, 603, 604, 605, 606, 621, 622, 623, 625. The power supply current control provides a current measuring circuit connected in such a way as to measure the current supplied to the output O20 the power supply itself; it comprises a resistor 606 (connected to a voltage reference, in particular to ground) and an error amplifier circuit 625, and is connected in such a way as to compare the voltage falling across the resistor 606 with a reference voltage ( coming from the logic control unit 630 through the converter 627 and which is proportional to the desired average value of the current at the output of the power supply). There is also a low-pass filter 624 connected in such a way as to filter the voltage that falls across the resistor 606 before it is supplied to the 625 error amplifier circuit.

Nel circuito 600, vantaggiosamente, un solo resistore, ossia il resistore 606, permette di effettuare misure relative a due o più diverse funzioni del sistema; in questo esempio, serve per le misure di carica per il deviatore nonché per le misure di corrente sia per il deviatore che per l’alimentatore. In the circuit 600, advantageously, a single resistor, that is the resistor 606, allows to carry out measurements relating to two or more different functions of the system; in this example, it is used for charge measurements for the diverter as well as for current measurements for both the diverter and the power supply.

Il circuito di correzione del “fattore di potenza” 602, collegato appena a valle del ponte di diodi 601 ed appena a monte del circuito convertitore di potenza, non è strettamente indispensabile, ma può essere richiesto dalle normative elettriche e consente di ottenere un più efficiente utilizzo della energia elettrica; altrettanto si può dire per un filtro (non mostrato in Fig.6) contro i disturbi generati dal sistema di alimentazione. The correction circuit of the "power factor" 602, connected just downstream of the diode bridge 601 and just upstream of the power converter circuit, is not strictly essential, but may be required by electrical regulations and allows for a more efficient use of electricity; the same can be said for a filter (not shown in Fig. 6) against disturbances generated by the power supply system.

Non ci si dilunga qui sulla struttura e sul funzionamento dei convertitori di potenza, che sono ben noti; vale giusto la pena di chiarire che il resistore 622 serve a rilevare la corrente sul primario del trasformatore 604 e quindi, tra l’altro, a realizzare una protezione contro sovra-correnti per mezzo del modulatore 623; la rete di compensazione 626 serve a aggiustare opportunamente l’anello di retroazione ed il filtro passa-basso 624 serve a fare in modo che la regolazione sia effettuata in base alla corrente media fornita in uscita e non alla corrente istantanea. We do not dwell here on the structure and operation of power converters, which are well known; it is just worth clarifying that the resistor 622 serves to detect the current on the primary of the transformer 604 and therefore, among other things, to provide protection against over-currents by means of the modulator 623; the compensation network 626 is used to appropriately adjust the feedback loop and the low-pass filter 624 is used to ensure that the adjustment is made based on the average current supplied at the output and not on the instantaneous current.

Poiché i convertitori 627 e 628 sono a quattro bit, è possibile regolare la luminosità su 16 diversi livelli e la resa cromatica su 4096 livelli diversi (16 livelli per ciascuno dei tre colori); ciò è sicuramente più che sufficiente per qualsiasi applicazione domestica e si ottiene mediante semplici (ed economici) e veloci convertitori. Since the 627 and 628 converters are four-bit, it is possible to adjust the brightness to 16 different levels and the color rendering to 4096 different levels (16 levels for each of the three colors); this is certainly more than sufficient for any domestic application and is achieved by means of simple (and cheap) and fast converters.

I carichi, possono essere scelti molto liberamente; secondo uno tra i molti esempi, un primo carico collegato all’uscita OA può essere costituito da sei LED verdi con una caratteristica tipo quella mostrata in Fig. 5 (flusso luminoso di 40 lumen a 350 mA), un secondo carico collegato all’uscita OB può essere costituito da sette LED rossi con una caratteristica tipo quella mostrata in Fig. 5 (flusso luminoso di 80 lumen a 350 mA), un terzo carico collegato all’uscita OC può essere costituito da cinque LED blu con una caratteristica tipo quella mostrata in Fig. 5 (flusso luminoso di 20 lumen a 350 mA). The loads can be chosen very freely; according to one of the many examples, a first load connected to the output OA can consist of six green LEDs with a characteristic such as that shown in Fig. 5 (luminous flux of 40 lumens at 350 mA), a second load connected to the output OB can consist of seven red LEDs with a characteristic like the one shown in Fig. 5 (luminous flux of 80 lumens at 350 mA), a third load connected to the OC output can consist of five blue LEDs with a characteristic like the one shown in Fig. 5 (luminous flux of 20 lumens at 350 mA).

Qualunque sia il carico alimentato, la resa del sistema di alimentazione è sostanzialmente uguale alle resa dell’alimentatore in ingresso che, nel caso di un alimentatore di tipo switching è del 80-90%. Per la precisione si deve tenere conto di una piccola perdita dovuta alle commutazione interne al sistema, in particolare alle commutazioni dei transistori del circuito deviatore; per tale motivo, è bene non aumentare troppo il ritmo di deviazione della corrente (se non necessario per la specifica applicazione di illuminazione) anche se il circuito secondo la presente invenzione potrebbe operare a ritmi molto elevati. Tra l’altro, il metodo secondo la presente invenzione permette di utilizzare un periodo di ripartizione della corrente inferiore, uguale e persino superiore al periodo di commutazione dell’alimentatore di tipo switching mantenendo una buona precisione; secondo un esempio tipico di applicazione, la frequenza di ripartizione (non strettamente costante) è circa un decimo della frequenza di commutazione (costante e uguale ad esempio a 50–100 KHz). Whatever the powered load, the yield of the power supply system is substantially equal to the yield of the input power supply which, in the case of a switching power supply, is 80-90%. To be precise, it is necessary to take into account a small loss due to the internal switching of the system, in particular to the switching of the transistors of the diverter circuit; for this reason, it is advisable not to increase the current deviation rate too much (if not necessary for the specific lighting application) even if the circuit according to the present invention could operate at very high rates. Among other things, the method according to the present invention makes it possible to use a period of distribution of the current lower, equal to and even higher than the switching period of the switching power supply while maintaining good accuracy; according to a typical application example, the breakdown frequency (not strictly constant) is about one tenth of the switching frequency (constant and equal for example to 50-100 KHz).

Tale resa del 80-90% è ben superiore a quella che si ottiene quando si ottimizza l’alimentazione su uno solo di più carichi, che facilmente scende sotto il 70%. This 80-90% yield is much higher than that obtained when optimizing the power supply to just one of several loads, which easily drops below 70%.

Claims (12)

RIVENDICAZIONI 1. Metodo per alimentare elettricamente una pluralità di carichi (12A, 12B, 12C), in particolare tre carichi, ciascuno di detti carichi essendo costituito essenzialmente da uno o più LED, a partire da una corrente elettrica (i(I10)), caratterizzato dal fatto che detta corrente elettrica (i(I10)) viene ripartita ciclicamente tra detti carichi (12A, 12B, 12C) in modo tale che sostanzialmente un solo carico alla volta è alimentato elettricamente e che le quantità di carica elettrica fornite a detti carichi (12A, 12B, 12C) per ogni ciclo sono regolate. CLAIMS 1. Method for electrically powering a plurality of loads (12A, 12B, 12C), in particular three loads, each of said loads essentially consisting of one or more LEDs, starting from an electric current (i (I10)), characterized by the fact that said electric current (i (I10)) is distributed cyclically among said loads (12A, 12B, 12C) in such a way that substantially only one load at a time is electrically powered and that the quantities of electric charge supplied to said loads ( 12A, 12B, 12C) for each cycle are regulated. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui le quantità di carica elettrica fornite a detti carichi (12A, 12B, 12C) sono regolate a valori predeterminati oppure impostati (C1). Method according to claim 1, wherein the quantities of electric charge supplied to said loads (12A, 12B, 12C) are adjusted to predetermined or set values (C1). 3. Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detta corrente elettrica (i(I10)) viene ripartita tra detti carichi (12A, 12B, 12C) secondo un ciclo avente durata (t1+t2+t3 ; t4+t5+t6 ; t7+t8+79), fissa o variabile, ma comunque inferiore a 40 mS, preferibilmente inferiore a 10 mS e/o preferibilmente maggiore di 1 mS. Method according to claim 1 or 2, wherein said electric current (i (I10)) is divided among said loads (12A, 12B, 12C) according to a cycle having duration (t1 + t2 + t3; t4 + t5 + t6 ; t7 + t8 + 79), fixed or variable, but in any case less than 40 mS, preferably less than 10 mS and / or preferably greater than 1 mS. 4. Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detta corrente elettrica viene ripartita tra detti carichi secondo un ciclo avente durata (t1+t2+t3 ; t4+t5+t6 ; t7+t8+79), fissa o variabile, ma comunque inferiore a 1 mS, preferibilmente superiore a 10uS, tipicamente dell’ordine di 100 uS. 4. Method according to claim 1 or 2, wherein said electric current is divided among said loads according to a cycle having a duration (t1 + t2 + t3; t4 + t5 + t6; t7 + t8 + 79), fixed or variable, but in any case lower than 1 mS, preferably higher than 10uS, typically of the order of 100uS. 5. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui sono definiti rapporti tra le quantità di carica elettrica fornite a detti carichi (12A, 12B, 12C) e detti rapporti sono mantenuti costanti al variare di detta corrente elettrica (i(I10)). Method according to any one of the preceding claims, in which ratios are defined between the quantities of electric charge supplied to said loads (12A, 12B, 12C) and said ratios are kept constant as said electric current varies (i (I10)) . 6. Metodo secondo la rivendicazione 5, in cui detti rapporti sono predeterminati oppure impostati (C1). 6. Method according to claim 5, wherein said ratios are predetermined or set (C1). 7. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta corrente elettrica (i(I10)) viene cortocircuitata (13) e non inviata a nessuno di detti carichi (12A, 12B, 12C) quando è minore di un valore predeterminato (ith) e/o quando è maggiore di un valore predeterminato. Method according to any one of the preceding claims, wherein said electric current (i (I10)) is short-circuited (13) and not sent to any of said loads (12A, 12B, 12C) when it is less than a predetermined value (ith ) and / or when it is greater than a predetermined value. 8. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta corrente elettrica (i(I10)) viene ottenuta da un alimentatore (20) di tipo switching, in particolare con controllo in corrente, più in particolare con controllo in corrente ed avente corrente d’uscita con andamento ondulato o impulsivo. Method according to any one of the preceding claims, wherein said electric current (i (I10)) is obtained from a switching power supply (20), in particular with current control, more particularly with current control and having current output with wavy or impulsive trend. 9. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il valore medio di detta corrente elettrica (i(I10)) viene regolato ad un valore predeterminato oppure impostato (C3). Method according to any one of the preceding claims, wherein the average value of said electric current (i (I10)) is adjusted to a predetermined or set value (C3). 10. Sistema di alimentazione per illuminazione a LED, avente una pluralità di uscite (OA, OB, OC), in particolare tre uscite, per alimentare elettricamente una corrispondente pluralità di carichi (12A, 12B, 12C), caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi circuitali analogici e/o digitali atti ad implementare il metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti. 10. Power supply system for LED lighting, having a plurality of outputs (OA, OB, OC), in particular three outputs, for electrically powering a corresponding plurality of loads (12A, 12B, 12C), characterized in that it comprises means analog and / or digital circuits adapted to implement the method according to any one of the preceding claims. 11. Sistema secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi circuitali (11, 13) atti a realizzare selettivamente un cortocircuito interno in alternativa ad alimentare elettricamente detti carichi (12A, 12B, 12C). 11. System according to claim 10, characterized in that it comprises circuit means (11, 13) adapted to selectively realize an internal short circuit as an alternative to electrically power said loads (12A, 12B, 12C). 12. Sistema secondo la rivendicazione 10 oppure 11, caratterizzato dal fatto di comprendere ulteriormente un alimentatore (20) di tipo switching, in particolare con controllo in corrente, più in particolare con controllo in corrente ed avente corrente d’uscita con andamento ondulato o impulsivo.System according to claim 10 or 11, characterized by the fact that it further comprises a switching type power supply (20), in particular with current control, more particularly with current control and having an output current with a wavy or impulsive trend .
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