BR112014000125B1

BR112014000125B1 - regulador de corrente e aparelho de iluminação

Info

Publication number: BR112014000125B1
Application number: BR112014000125A
Authority: BR
Inventors: Bannister Dave
Original assignee: Accuric Ltd
Priority date: 2011-07-04
Filing date: 2012-06-22
Publication date: 2017-03-21
Also published as: AP2013007332A0; MY164849A; WO2013005002A1; HRP20150394T1; MA35255B1; EP2729861A1; BR112014000125A2; SMT201500101B; ES2534415T3; CU20130169A7; CN103635866B; KR20140039296A; CO6930317A2; GB2492551A; CA2840369A1; ECSP14013194A; GB201111359D0; RS53949B1; GB2492630B; PT2729861E

Description

"REGULADOR DE CORRENTE E APARELHO DE ILUMINAÇÃO" [0001] A presente invenção relaciona-se a um dispositivo de regulação de corrente. Em particular, relaciona-se a um regulador de corrente adequado para suprir uma corrente motriz a dispositivos, tais como diodos emissores de luz (LEDs), e outros dispositivos sensíveis a flutuações de corrente.

[0002] O contínuo melhoramento e redução de custo com respeito ao desempenho e aplicação de LEDs vem permitindo o crescimento de sua aplicação nos últimos anos. Eles são amplamente usados, por exemplo, como elementos de iluminação em aplicações de fundo e.g. em luz de fundo de telas de cristal líquido (LCDs) . Uma luz de fundo deste tipo é usada para prover uma iluminação uniforme e constante de um arranjo de elementos LCS que compõe a tela de vídeo. LEDs também são comumente empregados em outras aplicações, tais como em conjuntos de iluminação, indicadores de status, e em telas de vídeo para uma variedade de equipamentos e instalações. Em todas estas aplicações, os LEDs são tipicamente arranjados em cadeias conectadas em série, e providos com uma corrente substancialmente constante, via um circuito acionador de corrente constante, incluindo um meio regulador de corrente.

[0003] É bem conhecido que variações na corrente de acionamento suprida a um LED (ou cadeia de LEDs), como parte de um sistema de iluminação, pode afetar adversamente o desempenho do sistema. Por exemplo, em grandes aplicações de iluminação ou sinalização, a incerteza na corrente de acionamento pode levar a uma correspondente incerteza no consumo de energia. Tais incertezas não são geralmente bem vindas no contexto de tecnologia de iluminação comercializada com base na conservação de energia. Assim como, como isto, variações na corrente em certas aplicações podem requerer, e.g., uma mistura de cores Vermelho-Verde-Azul RGB (de Red-Green-Blue) produz variações nas propriedades cromáticas de uma plataforma iluminada, tal como um semáforo. Ademais, o tempo de vida de um LED (ou cadeias de LEDs conectados em série), se relaciona à temperatura da junção de cada LED. Portanto, um controle preciso da corrente de LED pode prover uma melhoria na previsibilidade do tempo de vida do LED. É adicionalmente conhecido que variações na corrente suprida por um acionador (drive) LED possam ocorrer em consequência de variações nas propriedades de componente, provocadas por variações de fabricação, ou variações de temperatura. Outros requisitos de desempenho para acionadores LED de sistemas de iluminação se relacionam à confiabilidade do acionador. Tipicamente, isto é expresso pelo uso do parâmetro "Tempo Médio entre Falhas (MTBF de "Mean Time Between Fails"). Para um dado conjunto eletrônico, usando componentes bem estabelecidos, este valor pode ser prontamente calculado, desde que as tensões elétricas e térmicas colocadas em cada componente durante a operação sejam conhecidas. Devido à mistura de componentes tipicamente usados nos acionadores LED no modo chaveado (switch-mode) convencional, que incluem chaveamento de transistores de efeito de campo semicondutor de metal óxido (MOSFETs de "Metal Oxide Field Effect Transistors") e capacitores eletroliticos, ambos tendo limitações com respeito a confiabilidade a longo prazo, as correspondentes limitações são colocadas no MTBF de tais acionadores. Ao contrário, acionadores usando meios lineares de regulação de corrente em lugar de meios no modo chaveado, tipicamente sofrem variações de corrente, como referido anteriormente.

[0004] Assim, por conseguinte, é altamente desejável que um LED (ou cadeia de LEDs) seja suprido com uma corrente de acionamento substancialmente constante. É particularmente desejável que a corrente de acionamento substancialmente constante seja produzida por conjuntos eletrônicos MTBFs de alta confiabilidade (MTBF alto), que usem componentes de alta confiabilidade, e.g. transistores bipolares, e que evitem, ou pelo menos limitem a necessidade de capacitores eletroliticos. No caso de acionadores LED, no modo chaveado, onde a função de regulação de corrente é provida por uma forma de onda de voltagem chaveada, que sucessivamente carrega/ descarrega um elemento de circuito, tal como um indutor, sendo que a descarga é através de uma cadeia LED, sendo que uma corrente substancialmente constante pode ser produzida na cadeia de LEDs. A corrente suprida à cadeia de LEDs por acionador no modo chaveado, depende de um número de fatores, incluindo a proporção de tempo em que a voltagem comutada se encontra no estado ligado (ON), na qual a carga é suprida à cadeia de LEDs (esta proporção é chamada Ciclo de Operação (Duty-Cicle) da forma de onda chaveada). Este processo de chaveamento, no entanto, leva à geração de formas de onda de Interferência Eletro-Magnética (EMI), que requerem o uso de estruturas de filtragem EMI, que, por sua vez, usam capacitores eletroliticos. Na perspectiva de buscar maximizar MTBF de um acionador, pode ser vantajoso construir um acionador LED de corrente constante, com base em um circuito de regulação de corrente, que não use qualquer elemento em modo chaveado, uma vez que a precisão de corrente pode ser mantida, incluindo a constância da corrente com respeito à temperatura. A presente invenção relaciona-se ao objetivo geral de prover uma corrente regulada a partir de uma voltagem de entrada para suprir uma corrente de acionamento estável ou substancialmente constante aos dispositivos de iluminação, tais como LEDs, ou outros dispositivos afetados adversamente ou sensíveis a flutuações de corrente. Configurações preferidas da presente invenção buscam este objetivo, preferivelmente sem o uso de uma circuitagem em modo chaveado, no regulador de corrente, que tende aumentar a confiabilidade de longo prazo do regulador, assim como reduzir ou eliminar a necessidade de capacitores eletrolíticos em acionadores LED, com base no regulador, daí aumentando, adicionalmente, a confiabilidade de longo prazo do acionador LED.

[0005] Dispositivos ou circuitos de regulação de corrente que buscam prover uma corrente a um LED (ou cadeia de LEDs) sendo regulada ou se mantendo substancialmente constante, com respeito a uma voltagem de suprimento, são conhecidos. Os chamados reguladores de corrente constante podem ser providos quer em topologias de dois ou três terminais. A Figura la ilustra um regulador de dois terminais e a Figura lb um regulador de corrente de três terminais.

[0006] No entanto, mesmo com o uso de um dispositivo regulador de corrente, variações na corrente de acionamento suprida a uma cadeia de LEDs ainda podem surgir por um número de razões. Tolerâncias de fabricação, i.e. variações na tolerância de fabricação de elementos de circuitos que determinam a corrente é uma das causas principais de variações que ocorrem em acionador LED/ correntes de alimentação. Variações também são provocadas pelo "coeficiente de temperatura" do circuito de regulação de corrente, em outras palavras, da dependência do desempenho do regulador com respeito à temperatura ambiente ou da junção.

[0007] Como será aparente a partir da discussão que segue, com respeito aos reguladores de corrente constante, considerados acima, há um número de problemas associado à técnica anterior.

[0008] A Figura 2 mostra um diagrama esquemático para um típico regulador de corrente de três terminais, usado com o propósito de energizar uma cadeia de LEDs (também citado em US 2010/ 0277091 de Brieda et al). A mínima queda de voltagem através do regulador de corrente, de acordo com o projeto mostrado na Figura 2, é cerca de 1,3 Volts, que é igual à queda de voltagem de dois Emissores-Base (vbe) através dos transistores Q1 e Q2). Uma destas quedas vbe - especialmente aquela na junção de emissor-base de Q1 - ocorre através de Rl, resultando em uma corrente através de Rl de vbel/Rl. Assumindo que Q2 toma uma corrente base desprezível, a corrente através dos LEDs também é igual a vbel/Rl, sendo que vbel é a voltagem de emissor-base do transistor Q1.

[0009] Consequentemente, devido à dependência de temperatura inerente de vbe, a variação relacionada à temperatura da corrente LED expressa em fração de corrente LED nominal, é dada por: (Equação 1) onde, vbelnom é o valor nominal de vbel em uma temperatura padrão (300K) . No desenho da Figura 1, vbeln0m se encontra em torno de 0,6V e õvbel/δΤ é -2mV/K, com uma aproximação de engenharia muito boa. Assim, o valor alcançável mais baixo do coeficiente de temperatura TC para este desenho é -0,0033K_1 (-0,33% per Kelvin, ou -3,300 per Kelvin). As correntes mostradas para esta solução padrão na Tabela 1 de Brieda et al indicam uma variação de -0,35% per Kelvin. Este valor de TC resultaria na corrente provida para a variação da cadeia LED de ±9,25% em uma faixa de temperatura de ±55 Kelvin.

[0010] A solução de Brieda et al tem um coeficiente de temperatura TC de -0,0650 % per Kelvin (-650 ppm/K). Isto resulta em uma variação na corrente LED de ±3,6% a ±55 Kelvin. Esta variação torna a solução Brieda inadequada para muitas aplicações, onde são esperadas flutuações na temperatura ambiente, e onde a saida ótica, em termos de fluxo luminoso e/ou índices cromáticos de um conjunto de LEDs, é requerida para permanecer substancialmente constante.

[0011] Em resumo, embora a solução Brieda ofereça algumas vantagens em termos de custo-eficiência, este desenho é capaz de suprir valores mínimos de coeficiente de temperatura TC em torno de 650 ppm/K em magnitude. Esta magnitude de TC ainda é significativa, e leva a variações em torno de ±4% na corrente LED na faixa de temperatura especificada de -30°C a 80°C.

[0012] Também é conhecida na técnica uma topologia de circuito de dois terminais generalizada, capaz de prover uma corrente substancialmente constante, limitada pela capacidade de gerenciamento de corrente e voltagem de um transistor bipolar de Silício. Esta topologia generalizada está mostrada na Figura 3.

[0013] Dentro desta topologia, um dispositivo de regulação de voltagem (VRD de "Voltage Regulating Device") é usado para regular a voltagem por uma combinação série de voltagem de emissor-base vbe e resistor de programação de corrente R. Se a voltagem regulada através do VRD for Vreg, então a corrente através do resistor R será dada por: (Equação 2) [0014] Permitindo que duas de tais correntes mutuamente afetem as junções de emissor-base dos dois transistores bipolares mostrados na Figura 2, a corrente total regulada através do regulador será dada por: (Equação 3) [0015] O coeficiente de temperatura desta corrente definida (como acima) como mudança fracional em IT com temperatura, é dada por: (Equação 4) [0016] É conhecido na técnica que, para um transistor bipolar de Silício, o valor õvbe/δΤ é cerca de -2mV/Ke, e vbe é a voltagem através da junção pn de Silício direcionado para frente é cerca de 0,7 Volts.

[0017] O comportamento térmico da corrente regulada, portanto, depende da natureza e comportamento térmico do VRD. A partir disso, um desenho particular, baseado nesta topologia generalizada, foi apresentada, na qual o VRD compreende uma combinação série de diodo de junção pn direcionado para frente (forward biased) e um diodo de referência de banda perdida. Este desenho está mostrado na Figura 4. Para este desenho, a voltagem de regulação Vreg é dada por: (Equação 5) [0018] É uma propriedade de um diodo de referência de banda perdida (ou gap de energia) (de bandgap) que a voltagem através dele, Vgb (tipicamente 1,23 Volts) seja substancialmente invariável com a temperatura, enquanto a voltagem através de um diodo de junção PN, Vdiode, direcionado para frente, varia com a temperatura do mesmo modo que junção emissor base (também uma junção PN direcionada para frente, levando a substancialmente à mesma corrente do diodo). Portanto, o comportamento térmico do Vreg será idêntico de vbe, dai produzindo um coeficiente de temperatura zero, TC, para a corrente de regulador.

[0019] Há, no entanto, limitações com respeito ao desempenho e custo de reguladores para este desenho. Em particular, um diodo de referência gap de energia de Silício, mantendo a temperatura estabilizada, a voltagem através dele será 1,023 Volts, opera até uma corrente máxima típica de 20 mA. Isto estabelece um limite superior para a corrente de regulador total IT de 40 mA.

[0020] Ademais, a impedância diferencial muito baixa do diodo de banda perdida (tipicamente menor que 1Q) torna difícil garantir que dispositivos deste tipo sejam conectados em paralelo, enquanto compartilham a corrente. A Figura 5 ilustra o problema. A Figura 5 mostra características I/V de dois diodos de banda perdida, (para ilustrar pior caso), em cada extremidade da dispersão de fabricação em Vbg - para um típico diodo de banda perdida de Silício, esta dispersão (Vbg2-Vbgi) é cerca de 8 mV. Pode ser prontamente visto que, se dois destes diodos são colocados em paralelo, o diodo com valor mais baixo de Vbg (Vbgl) recebe uma certa quantidade de corrente (Ibgl) antes do outro diodo começar a receber a corrente. Consequentemente, tem uma faixa de corrente VRD, acima da qual a capacidade de gerenciamento de corrente do VRD, e, portanto, do regulador de corrente em seu todo, se mantém limitada pela capacidade de gerenciamento de corrente de um único diodo de banda perdida de referência.

[0021] Inspecionando as características I/V de um diodo de banda perdida com capacidade de gerenciamento de corrente máxima de 20mA (tal como LR 1004-1.2), pode ser visto que a voltagem através do Diodo de Banda Perdida 1 na Figura 5 tem um valor substancialmente 8 mV mais alto que seu valor nominal (corrente baixa), daí garantindo que o Diodo de Banda Perdida 2 seja ligado, quando a corrente que passa através do Diodo de Banda Perdida 1 alcance um valor em torno de 14 mA. Isto significa que os Diodos de Banda Perdida 1 e 2 não compartilham a corrente, até a corrente através que o Diodo de Energia Perdida 1 alcance um valor apenas poucos miliamps aquém de seu valor nominal máximo. Ademais, devido à natureza não-linear da característica I/V de um diodo de banda perdida, onde a impedância diferencial (taxa de mudança de voltagem com corrente) é significativamente mais alta em uma corrente baixa que em uma corrente alta, uma vez que a corrente através do Diodo de Banda Perdida 1 aumenta 6 mA até seu valor nominal máximo de 20 mA, a corrente que passa através do Diodo de Banda Perdida 2 aumenta um valor significativamente menor que isto (cerca de 3 mA).

[0022] Consequentemente, substituindo o diodo de banda perdida em cada VRD de um circuito, de acordo com Figura 4, por uma combinação paralela de dois de tais diodos de banda perdida, permitindo variações de fabricação em Vbg, pode se esperar, de modo confiável, que a capacidade de gerenciamento de corrente de cada VRD aumente apenas 9 mA em comparação com os desejados 20 mA. Portanto, o aumento confiavelmente esperado na capacidade de gerenciamento de corrente do regulador de corrente, em seu todo, seria apenas alguma coisa em torno de 18 mA, em contraste com os 490 mA desejados. Este efetivamente é um processo retornos diminuídos, em termos de gerenciamento de corrente per unidade de custo. A importância disto é significativa, em vista do fato de os diodos de energia perdida de referência não são simples estruturas de diodo, ao invés, circuitos integrados relativamente complexos, contendo diversos elementos de circuito. Um diodo de banda perdida de referência de 1,23 Volts contém cerca de 13 transistores bipolares e 8 resistores, que faz dele um contribuinte significativo para o custo global do regulador de corrente.

[0023] Uma solução alternativa para o caso de um circuito de acordo com o desenho da Figura 4 é formar combinações paralelo de todo VRD de baixa corrente (onde, cada VRD de baixa corrente é, como mostrado, uma combinação série de diodo de junção PN direcionado para frente) e diodo de banda perdida de referência) para formar um VRD de alta corrente. Isto, no entanto, significa replicar ambos diodo de banda perdida e diodo de junção PN, com que, de novo, o custo do regulador aumenta significativamente.

[0024] Assim, a realização da topologia geral, como na Figura 4 não provê uma solução economicamente vantajosa para o desafio de prover um regulador de corrente de baixo coeficiente de temperatura, que seja programável ao longo de uma ampla faixa de correntes constantes.

[0025] Configurações da presente invenção buscam aliviar os problemas e inconvenientes associados aos dispositivos receptores de corrente previamente considerados. Tendo em vista os requisitos de acionador LED para uma faixa de diferentes aplicações, permite observar haver a necessidade de um dispositivo regulador de corrente com desempenho térmico superior junto com uma capacidade de ajuste de corrente preciso, e preferivelmente operável em uma ampla faixa de valores de corrente programáveis. Ademais, em vista de sensibilidade a preço de muitas destas aplicações, acionadores LED buscam resolver tais necessidades, idealmente de maneira economicamente vantajosa. Em termos de desenho de circuito, isto significa buscar soluções que usem topologias de corrente simples e componentes simples. Por exemplo, uma solução economicamente viável seria aquela tendo um número pequeno de transistores. Isto provê o beneficio adicional de maximizar MTBF do regulador de corrente, e, portanto, um acionador LED incorporado. Também é desejável prover um dispositivo regulador de corrente com sensibilidade à tolerância de fabricação de elementos de circuito, que determinam uma corrente mais baixa que das soluções previamente consideradas.

[0026] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é provido um regulador de corrente para prover uma corrente regulada a partir de uma voltagem de entrada, o regulador de corrente compreendendo: um circuito acionador compreendendo resistor e transistor; e um circuito regulador de voltagem, operável para suprir voltagem regulada ao citado circuito acionador, sendo que o citado circuito regulador compreende uma pluralidade de diodos Zener, conectados em paralelo.

[0027] Preferivelmente, o circuito acionador e o circuito regulador de voltagem formam um primeiro circuito regulador de corrente. Preferivelmente, o primeiro circuito regulador de corrente é transversal a um segundo circuito regulador de corrente. Preferivelmente, neste caso, o segundo circuito regulador de corrente pode compreender: um segundo circuito acionador compreendendo um resistor e transistor; um segundo circuito regulador de voltagem, operável para prover uma voltagem regulada ao citado segundo circuito acionador, sendo que o citado circuito regulador de voltagem compreende uma pluralidade de diodos Zener conectados em paralelo.

[0028] Alternativamente, o circuito acionador e o circuito regulador de voltagem formam um primeiro circuito regulador de corrente, conectado a um circuito de soma resistivo.

[0029] De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, provê-se um regulador de voltagem para prover uma corrente regulada com uma voltagem de entrada, o regulador de corrente compreendendo: um primeiro circuito regulador de corrente e um segundo circuito regulador de corrente, sendo que a saida do primeiro regulador de corrente é transversal ao citado segundo circuito regulador de corrente, cada um dos primeiro e segundo circuitos reguladores de corrente compreendendo: um circuito acionador compreendendo resistor e transistor; e um circuito regulador de voltagem, operável para prover uma voltagem regulada ao respectivo circuito acionador, sendo que o citado circuito regulador de voltagem compreende uma pluralidade de diodos Zener, conectados em paralelo.

[0030] De acordo com configurações do segundo aspecto da invenção, a saida do primeiro circuito regulador de corrente é acoplada transversal ao citado segundo circuito regulador de corrente, de modo que o coletor do transistor do primeiro circuito regulador de corrente seja conectado ao terminal positivo do circuito regulador de voltagem do segundo regulador de corrente.

[0031] Preferivelmente, os diodos Zener do/cada circuito regulador de corrente compreendem diodos Zener de Silício. Os transistores usados no circuito regulador de corrente acoplado transversal deste tipo, preferivelmente formam um par complementar, onde um transistor é um transistor bipolar de Silício tipo PNP enquanto o outro é um transistor bipolar de Silício tipo NPN.

[0032] De acordo com um terceiro aspecto da invenção, provê-se um circuito regulador de voltagem para uso em um circuito regulador de corrente, compreendendo uma pluralidade de diodos Zener conectados em paralelo.

[0033] As configurações da presente invenção vantajosamente exploram a voltagem de ruptura bem definida dos diodos Zener, como meio para regular a voltagem aplicada ao circuito acionador de um dispositivo regulador de corrente, para gerar uma corrente estabilizada para suprir a uma dada carga.

[0034] A provisão de uma pluralidade de diodos Zener conectados em paralelo, para formar um circuito regulador de voltagem de acordo com configurações da invenção, é vantajosa pelo fato de prontamente facilitar a geração de uma ampla gama de valores de corrente regulados (IT) . Especificamente, a faixa de programação de corrente de um regulador de corrente incorporando a presente invenção pode vantajosamente ser selecionada, de acordo com o número de diodos Zener usado em cada circuito regulador de corrente ou dispositivo regulador de voltagem (VRD). Assim, de acordo com configurações da presente invenção não é necessário tornar paralelo ou replicar o circuito inteiro, para alcançar a faixa de valores de corrente. Assim, as partes, que são replicadas, de acordo com a presente invenção, (i.e. diodos Zener) são simples e relativamente baratas. Isto, vantajosamente, provê uma faixa de valores de corrente regulados, dai permitindo que as configurações da presente invenção sejam úteis para estabilizar a corrente de acionamento em uma faixa diversa de aplicação.

[0035] Para diodos Zener de Silicio com voltagens Zener Vz menores que cerca de 5,5 Volts, há um valor de corrente Iz opt através do diodo Zener, no qual a taxa de mudança da voltagem Zener com temperatura substancialmente iguala a taxa de mudança de emissor-base vbe de um transistor bipolar de Silicio (substancialmente -2 mV/R). Diodos Zener, com estas voltagens Zener, no entanto, diferem, de acordo com ambos valores Iz, opt, nos quais esta condição de equilíbrio térmico é atendida, e o volume de impedância Zz em qualquer corrente. As configurações preferidas da presente invenção fazem uso do fato de, em um circuito acoplado transversal, um VRD pode ser construído usando diodos Zener de baixa voltagem, que são escolhidos com base no fato de ter uma corrente Iz iopt, na qual a taxa de mudança da voltagem Zener, com a temperatura, é substancialmente igual à taxa de mudança da voltagem de emissor-base, vbe, de um transistor bipolar de Silício, com a temperatura.

[0036] Ademais, de acordo com uma particular configuração preferida, os diodos Zener são selecionados de modo que a taxa de mudança da voltagem Zener com a temperatura, õVz/δΤ apresente uma variação mínima com a corrente, para valores de corrente Zener em torno de Iz, opt, daí, facilitando uma ampla faixa de correntes programáveis através de um regulador da presente invenção, cuja dependência de temperatura de cada corrente nesta faixa programável é vantajosamente pequena.

[0037] Assim, de acordo com configurações preferidas da invenção, os diodos Zener apresentam uma baixa voltagem Zener, i.e. menor que 5,5 Volts. Preferivelmente, diodos Zener têm uma voltagem Zener entre 2,0 Volts e a 3,0 Volts. Deve ser apreciado que a voltagem Zener em um dado diodo Zener é definida, de acordo com a definição da voltagem Zener nominal, como a voltagem através do diodo em uma corrente de diodo definida. Uma corrente de diodo Zener, na qual a voltagem Zener é medida, é 5 rtiA.

[0038] As configurações preferidas da presente invenção usam o fato de os diodos Zener de Silício, tendo valores menores que a voltagem Zener, tenderem a ter valores mais altos de impedância Zener diferencial, Zz em comparação com voltagem Zener mais alta e diodos de banda perdida. Estes valores mais altos de Zz vantajosamente garantem, dentro de limites definidos pela tolerância de fabricação em voltagem Zener, que tais diodos Zener possam ser conectados em paralelo e compartilharem aproximadamente igualmente a corrente através da combinação paralela. Isto vantajosamente garante que diversas faixas de corrente de regulador possam ser escolhidas, na quais a dependência de temperatura de corrente é pequena, e tem um valor zero dentro da faixa. Cada faixa se relaciona a um dado número de diodos Zener per VRD.

[0039] Preferivelmente, as configurações da presente invenção buscam aliviar o problema que normalmente ocorre em consequência de variações de voltagem Zener de fabricação de qualquer diodo Zener ou, na verdade, de variações na fabricação em diodos retificadores, como aqueles fabricados na ref 2 de técnica anterior, especificamente correspondendo a variações em correntes de regulador programadas IT. Isto é feito, garantindo que a corrente que passa através de um retificador, de acordo com a presente invenção, varie de acordo com a voltagem Zener média em cada pilha de diodo Zener, onde a variação deste valor médio obedece a uma distribuição estatística, governada pelo Teorema de Limite Central de estatística, com que o desvio padrão da voltagem Zener média em cada VRD é reduzido de um fator de raiz quadrada na voltagem Zener de um único diodo Zener. Isto leva a uma variação reduzida na voltagem Zener média no VRD, e, por conseguinte, a variações fracionais reduzidas na corrente reduzida em variantes de corrente mais alta de um circuito regulador de corrente, de acordo com a presente invenção.

[0040] Como será discutido em mais detalhes aqui, o dispositivo de regulação de voltagem (VRD), de acordo com configurações da presente invenção, é altamente vantajoso com respeito ao fato de a combinação paralelo de diodos Zener não apenas serve para prover a função de regulação de voltagem, mas, também, nas configurações preferidas, serve para compensar a dependência de temperatura do transistor acionador, para realizar uma função de balanceamento térmico ao longo de uma ampla gama de correntes, compreendendo um número particular de diodos Zener, colocados em paralelo per VRD. Circuitos reguladores de corrente, de acordo com a invenção, vantajosamente provêem uma corrente regulada, para qual a dependência de temperatura da corrente regulada é vantajosamente reduzida para um valor medido em dezenas de partes per milhão per Kelvin. Na verdade, de acordo com configurações preferidas particular da invenção, o valor do coeficiente de temperatura, TC, é tomada como substancialmente zero, nas correntes especificas preferidas através de cada sub-faixa.

[0041] Ademais, deve ser apreciado que, como este desempenho pode ser alcançado de acordo com configurações da invenção, por meio de um circuito contendo apenas transistores bi-polares, diodos Zener e resistores, as configurações da presente invenção representam um regulador de corrente particularmente economicamente vantajoso. Assim, as configurações da presente invenção encontram uma particular aplicação em iluminação LED, luz de fundo LCD, incluindo aquela destinada a grandes telas públicas, assim como telas LED, iluminação arquitetônica, e aplicações de inscrição de canal sem recorrer a meios adicionais, para corrigir variações térmicas na corrente de regulador.

[0042] Em resumo, as configurações preferidas da presente invenção vantajosamente provêem um circuito de regulação economicamente vantajoso, que melhora o desempenho térmico (i.e. valores de coeficiente de temperatura que são menores que aqueles associados às soluções anteriormente consideradas) , operável ao longo de uma faixa de valores de corrente programáveis, e que são ajustáveis com precisão.

[0043] De acordo com um quarto aspecto da presente invenção provê-se um aparelho de iluminação, compreendendo um ou mais LEDs, o aparelho de iluminação compreendendo um regulador de corrente, de acordo com uma configuração dos primeiro e segundo aspectos.

[0044] O aparelho de iluminação, por exemplo, o aparelho de iluminação 1, pode compreender um dispositivo de iluminação contendo LEDs, junto com um ou mais acionadores LED, onde cada um dos citados acionadores LED contêm um ou mais reguladores de corrente.

[0045] Para prover um melhor entendimento da presente invenção, e mostrar como a mesma pode ser executada, faz-se referência, por meio de exemplo, aos desenhos anexos, nos quais: [0046] A Figura 1 mostra topologias de circuito regulador de corrente generalizadas, de acordo com técnica anterior;

[0047] A Figura 2 mostra uma topologia generalizada de um circuito regulador de corrente de três terminais, de acordo com a técnica anterior;

[0048] A Figura 3 mostra uma topologia generalizada do circuito regulador de corrente de dois terminais, de acordo com a técnica anterior;

[0049] A Figura 4 mostra um projeto de circuito regulador de corrente de acordo com técnica anterior;

[0050] A Figura 5 representa uma representação gráfica das características de Corrente: Voltagem (I/V) de dois diodos de banda perdida;

[0051] A Figura 6 mostra um circuito regulador de corrente, de acordo com uma configuração da presente invenção;

[0052] A Figura 7 mostra um circuito regulador de corrente, de acordo com uma segunda configuração da presente invenção; e [0053] A Figura 8 representa uma representação gráfica das características de corrente/voltagem (I/V) de dois diodos Zener.

[0054] A Figura 6 mostra um circuito regulador de corrente de dois terminais, de acordo com uma primeira configuração da presente invenção, o circuito regulador de corrente tendo um primeiro circuito regulador de corrente Cl acoplado transversal a um segundo circuito regulador de corrente C2. O primeiro circuito regulador de corrente Cl compreende um circuito acionador tendo um resistor Rl e transistor bipolar Tl. O primeiro circuito regulador de corrente também compreende um circuito regulador de voltagem VRC1 compreendendo uma pluralidade de diodos Zener Zli, zl2, , , , zln conectados em paralelo. O segundo circuito regulador de corrente C2 compreende um circuito acionador tendo um resistor R2 e um transistor T2. O segundo circuito regulador de corrente também compreende um circuito regulador de voltagem VRC2 compreende uma pluralidade de diodos Zener Z2i, Z22, , , , Z2n conectados em paralelo.

[0055] Uma fonte de voltagem introduz uma corrente IT no nó W que conecta resistor Rl e terminal positivo do circuito regulador de voltagem VRC1 do primeiro circuito regulador de corrente Cl, de modo que a corrente IT seja dividida entre o resistor Rl e VRC1. O resistor Rl é conectado ao emissor e transistor Tl. A corrente do coletor do transistor bipolar Tl determinada pelo valor de Rl, a voltagem produzida por VRC1 e pela voltagem do emissor-base Vbe do transistor Tl é suprida ao terminal positivo do circuito regulador de voltagem VRC2 do segundo circuito regulador de corrente C2 e à base do transistor T2 no nó Y. 0 nó X conecta o terminal negativo de VRC1, base de Tl, e coletor de T2. 0 resistor Rn é simplesmente uma fonte de ruido térmico, usada para partida rápida do circuito.

[0056] Assumindo uma corrente base desprezível de T2, IVrdi é igual à corrente do coletor de T2. Ademais, a corrente de coletor de T2 é determinada pelo valor de R2, a voltagem produzida pelo VRC2 voltagem de emissor-base vbe é conectada ao R2, formando o nó de saída Z através do qual IT flui para a carga pretendida.

[0057] Em virtude do acoplamento transversal deste circuito, os dois transistores são vantajosamente providos com correntes direcionadas para a base.

[0058] De acordo com a configuração acima, um dos resistores pode ser mantido em um valor constante, enquanto o outro é usado como resistor de programação de corrente. Alternativamente, ambos os resistores podem ser variáveis de modo que ambos sirvam como resistores de programação de corrente.

[0059] De acordo com uma segunda configuração da invenção, mostrada na Figura 7, um circuito regulador de corrente Cl é conectado a um circuito de soma resistivo RSC. Aqueles habilitados na técnica deverão apreciar que vários desenhos para o circuito de soma resistiva são possíveis. Por exemplo, no exemplo particular mostrado na Figura 7, o circuito de soma resistivo compreende uma pluralidade de resistores conectados em paralelo.

[0060] A seguir, serão descritas propriedades e princípios de configurações preferidas da presente invenção.

[0061] Precisão de Ajuste: O termo "precisão de ajuste" de um regulador de corrente, de acordo com configurações da invenção, será discutido aqui, em termos de variação na corrente provida por regulador causada por variações randômicas nas propriedades de elementos de circuito. Embora deva ser apreciado pelo leitor que ambos os erros randômicos e deterministicos que ocorrem em qualquer circuito, são erros randômicos que dão origem a dispersão no desempenho de circuito. Erros deterministicos dão origem a uma variação (offset) fixa entre o desempenho previsto e o desempenho obtido. A precisão de ajuste de qualquer circuito de corrente constante é apropriadamente expressa como mudança fracional na corrente regulada. Assim, para um circuito de acordo com a topologia geral da Figura 3: (Equação 6) onde, AVreg é a dispersão de fabricação em Vreg e Avbe a dispersão de fabricação em vbe. Na invenção, a voltagem de regulação vreg é provida por diodos Zener de baixa voltagem, e, portanto, AVreg= AVz. A dispersão em vreg é significativamente maior (um fator em cerca de 10) que a dispersão em vbe. (Equação 7) [0062] Tipicamente, em um diodo Zener de baixa voltagem (menor que 5,5 Volts), a dispersão estatística em voltagem Zener fica em torno de 10%, igualando uma dispersão de ±5% em Vz. A Equação 6 indica que o uso de diodos Zener de baixa voltagem, na ausência de qualquer meio de correção, dão origem a uma grande variação em I, com tolerância de fabricação em Vz, em outras palavras, uma precisão de ajuste de corrente deficiente. Portanto, é desejável, de acordo com configurações da invenção, combinar diodos Zener de modo a amenizar este efeito.

[0063] De acordo com configurações da presente invenção, se utiliza uso de um teorema estatístico conhecido como Teorema de Limite Central. Uma consequência deste teorema de limite central é que uma variável, x, é distribuída de acordo uma com distribuição normal com média μ e desvio padrão, de o/VN.

[0064] É Considerado o fato de diodo Zener com voltagem Zener nominal Vz e tolerância nominal AVz. O valor de AVz se relaciona ao desvio padrão Vz de seção transversal pastilha a pastilha de Vz. Tipicamente, o valor cotado para dispersão de fabricação em Vz fica em torno de ±3. o (Vz) - a "dispersão seis sigma".

[0065] Se amostras de N diodos Zener forem tomadas desta distribuição "global" para formar cada pilha de diodo paralelo, então o valor médio da voltagem Zener <Vz> em cada amostra terá o valor médio <(<Vz>)> igual à voltagem Zener nominal e desvio padrão de o (Vz)/Vn.

[0066] De acordo com configurações da invenção que usam Circuito Regulador de Voltagem VRC, o/cada VRC é provido, compreendendo uma pilha paralela de diodos Zener cada um deles tendo a mesma voltagem Zener nominal.

[0067] O regulador, tendo duas pilhas de diodo, conduzindo correntes ISi e IS2 tem uma corrente regulada total IT dada por (Equação 8) assim: (Equação 9) a variância desta corrente total é dada por: (Equação 10) do Teorema de Limite Central: (Equação 11) portanto: (Equação 12) pode ser mostrado que a corrente regulada nominal Ιτηοιη através do regulador é dada por: (Equação 13) onde, Vz toma seu valor nominal, como cotado no dados de fabricante.

[0068] O desvio padrão em I é dado por: (Equação 14) [0069] A precisão de ajuste de i é dada pela dispersão em Ιτ (ΔΙΤ como fração de Ιτηοπυ onde a dispersão é 6. o(IT) . Similarmente, a dispersão de fabricação em Vz (AVz) é igual a 6 o (Vz), por conseguinte: (Equação 15) (Equação 16) (Equação 17) onde, N é o número de diodos Zener em cada pilha. Portanto, este erro fracional no regulador de corrente para um regulador de acordo com a presente invenção reduz o com o número de diodos Zener per pilha de um fator de raiz quadrada de (2 .N) .

[0070] O coeficiente de temperatura e faixa de programação de corrente. O coeficiente de temperatura para um regulador de acordo com a presente invenção é dada por: (Equação 18) [0071] Este coeficiente de temperatura é substancialmente zero quando a corrente através de cada diodo Zener é igual a Iz, opt (valor de corrente Zener onde õVz/δΤ = õvbe/δΤ).

Consequentemente, estes são valores de regulador de corrente Iz, no qual Tc é substancialmente zero. Para um desempenho térmico ótimo, estes valores de Iz se tornam as correntes operacionais preferidas para um regulador, de acordo com a presente invenção.

[0072] Quando a corrente Zener Iz escapa de seu valor ótimo, o valor de Tc muda. Configurações preferidas da invenção buscam prover uma faixa de programação de corrente na qual Tc desvia de zero apenas uma pequena quantidade. Para propósitos ilustrativos, deve se tomar esta faixa de programação de corrente como a faixa acima da qual o valor de Tc é limitado a um faixa de ±75 ppm per Kelvin. Portanto, definindo valor de limite superior e valor de limite inferior de coeficiente de temperatura TC como TC0 4,5 x IO”5 e TCL -7,5 x 10”5 per Kelvin, os valores superior e inferior de õVz/δΤ que correspondem às duas extremidades da faixa de programação de corrente são: (Equação 19) (Equação 20) [0073] TC0 é o valor limite superior de TC, que corresponde ao limite inferior da corrente Zener; TCL o limite inferior de TC, que corresponde ao limite superior da corrente Zener. Vzo e VZL denotam os valores de voltagem Zener nos limites superior e inferior de corrente Zener, respectivamente. Estes valores de Vz podem ser aproximados com precisão, assumindo, a priori, que a faixa de corrente através do diodo Zener médio em cada pilha é centrada no valor de corrente Zener, que corresponde ao valor de Iz, opt para um diodo Zener 2,4 Volts, que foi escolhido por razões a serem dadas oportunamente. Então, os valores exatos de Iz (Iz,u and IZ,L) que correspondem aos valores inferior e superior de õVz/õT, respectivamente, podem ser obtidos usualmente de dados providos pelo fabricante de diodo Zener. Os valores correspondentes de IT então são Ιτ,υ = 2.N.lz,u and Ij,l = 2.N.Iz,l (Equação 21) [0074] Assumindo que transistores bipolares têm valores elevados de P(Ic/Ib), a corrente total que passa através do regulador no centro de sua faixa de programação para um dado valor, N é dado por: lT,cen = 2.N.lz,opt (Equação 22) da Equação 9, o valor do resistor de programação que corresponde a este valor central de corrente é dado por: R =2.(<Vz> - vbe)/l-r,cen (Equação 23) onde <VZ> toma o valor de voltagem Zener nominal em IZ, opt. Para valores de corrente de regulador em outros lugares na faixa de programação: R =2.(<Vz> - vbe)/lj (Equação 2 4) [0075] O compartilhamento de corrente: É conhecido na técnica que surgem dificuldades quando se conectam diodos Zener em paralelo. Estas dificuldades se relacionam à extensão na qual os diodos Zener compartilham correntes -similar ao caso de diodos de banda perdida de referência usados na técnica anterior, representado na Figura 4. Se a impedância diferencial Zener (taxa de mudança de voltagem Zener Vz com corrente) em torno da corrente de operação per diodo Zener (Iz, opt) é insuficientemente alta, ou se a dispersão de fabricação é Vz (AVz) muito alta, então, o diodo Zener com a menor voltagem Zener na pilha toma toda (ou quase toda) a corrente. Para contrapor este problema, e garantir que todos os diodos Zener em cada pilha sejam ligados, é preferível usar diodos Zener com pequena dispersão de fabricação na voltagem Zener, e a voltagem Zener nominal para qual a impedância Zener em IZ, opt é maior que poucos Ohms. Assim, de acordo com configurações preferidas, há uma pequena variação entre as voltagens Zener dos diodos Zener. A impedância Zener diferencial é normalmente tomada como parasita, ou indesejada. No entanto, no contexto da invenção, isto facilita de modo útil o compartilhamento de corrente.

[0076] 917 Isto é mostrado fazendo referência à Figura 8, que representa as características I/V de diodos Zener Zl e Z2, com as voltagens Zener ficando nas extremidades da faixa de tolerância, para uma dada voltagem Zener nominal. A voltagem Zener de cada diodo Zener é definida, de acordo com a definição da voltagem Zener nominal, como a voltagem através de diodo em uma corrente de diodo pré-definida, de normalmente de 5mA. Ademais, em vista do desenho do regulador usando tais diodos Zener, onde a corrente Zener nominal é Iz, opt as correntes que passam através de Zener 1 e Zener 2, na Figura 6, ficam em ambos lados deste valor. Portanto, por construção, a relação entre (Izi - Iz2) e (Vz2 - Vzi) é dada por: (IZi - lz2) = (Vz2 - VZi)/Rz (Equação 2 4) onde Rz é a resistência Zener (parte real da impedância Zener Zz) em Iz, opt. Para um diodo Zener de 2,4 Volts típico (citado por razões que serão dadas posteriormente) RZ fica em torno de 35Q e Iz, opt substancialmente 14,5 rtiA. A dispersão de fabricação em Vz (Vz2 - Vzi) é tipicamente 0,24 Volts. Por conseguinte, a diferença no pior caso em correntes por Zener 1 e Zener 2 fica em torno de 7 rtiA. Isto significa que Zener 1 conduz uma corrente de Iz, opt mais 3,5 rtiA (Izi = 18 rtiA) , enquanto Zener 2 conduz uma corrente de Iz, opt menos 3,5 mA (Izz= 11 mA). Através da inspeção do comportamento de térmico de um diodo Zener de Silício de 2,4 Volts típico, as taxas típicas de mudança de Vzl e Vz2 com temperatura são (em 18 mA e 11 mA, respectivamente) substancialmente -2,1 mV/K e -1,9 mV/K. Por conseguinte, a taxa média de mudança de voltagem Zener com a temperatura é substancialmente -0,2 mV/K como desejado, para um comportamento térmico ótimo (õVz/δΤ = õvbe/δΤ) na corrente nominal per diodo Zener de Iz, opt.

[0077] Por conseguinte, em contraste com um circuito que usa combinações de diodos de junção PN direcionados para frente e diodos de referência gap de energia um circuito de acordo com a presente invenção vantajosamente usa referências de voltagem compartilhando corrente em cada VRD. Em vista do fato de, em contraste com diodos de banda perdida de referência, tais diodos Zener serem estruturas de junção PN simples, o que provê um meio economicamente viável, através do qual a capacidade de programação de corrente de um regulador de corrente pode ser selecionada, de acordo com o número de tais diodos Zener de baixa voltagem usado em cada VRD.

[0078] A utilidade desta solução é mostrada com referência a uma série de diferentes configurações, cada uma delas diferindo em termos de número de diodos Zener per VRD.

[0079] O critério de seleção preferida para diodos Zener em uma configuração preferida da presente invenção são, à luz da descrição acima: 1 AVz (a dispersão de fabricação em Vz - i.e. variações que surgem entre as voltagens Zener da pluralidade de diodos Zener compreendidos em um dado VRD) deve ser baixo. Isto vantajosamente garante uma boa precisão de ajuste e facilita o compartilhamento de corrente.. 2 A impedância Zener Z deve ser alta na corrente de operação per diodo Iz, opt, para vantajosamente permitir compartilhamento de corrente. 3 Vz em Iz,opt devem ser baixos para conseguir uma baixa queda de voltagem que é igual a 2 x Vz. 4 A taxa de mudança de õVz/δΤ com corrente (δνζ/δΤ.δΙζ) deve ser baixa para correntes em torno de Iz, opt para vantajosamente conseguir uma ampla faixa de corrente programável. 5 0 valor de Iz, opt deve ser baixo, para cabos onde a precisão de ajuste da corrente programada é particularmente importante, uma vez que estas forças N são altas para qualquer dado valor de corrente de regulador.

[0080] A inspeção de dados de desempenho térmico para diversos diodos Zener de Silicio comercialmente disponíveis mostra que os primeiros quatro destes critérios são substancialmente atendidos, compartilhando um diodo Zener com baixa voltagem Zener, ou, preferivelmente, a voltagem Zener mais baixa disponível, tipicamente 2,4 Volts, na corrente de referência de voltagem Zener 5 rtiA. Para aplicações nas quais a precisão de ajuste de corrente programável é particularmente importante, uma voltagem Zener ligeiramente mais alta (substancialmente, 3,0 Volts em 5 rtiA) pode ser escolhida, quando consistente com um valor inferior de Iz, opt consistente com critério de seleção preferido 5. Configurações Exemplares;

[0081] Para um diodo Zener de Silício de 2,4 Volts típico, onde a voltagem Zener é medida em uma corrente Zener de 5 rtiA, a voltagem Zener é Iz, opt [substancialmente 14,5 mAJ é 2,9 Volts. Ademais, para um típico transistor de Sílícío NPN ou PNP, conduzindo uma corrente de emissor apreciável, vbe a 0,7V.

AVz = 0,24 V Iz,opt = 14,5 mA Z2 @ Iz,opt = 35 Ω Vz @ Iz,opt - 2,9 V

Vz @ 1 OmA (valor tomado para VzL) = 2,75 V

Vz @ 2OmA (valor tomado para Vz0) = 3,1 V (5Vz/5T)u = - 1,85 mV/K (õVz/õT) i, = - 2,18 mV/K 12Tl Ξ 9,5 mA, 12,'j - 23, 5 mA

[0082] Os valores de desempenho podem ser calculados a partir destas figuras, assumindo que os resistores (RJ tenham coeficiente de temperatura zero, Na prática, resistores de coeficiente de temperatura ultra-baíxo representara um significativo aumento de custo. Resistores de chip de filme grosso mais baratos, no entanto, sao correntemente disponíveis com coeficientes de temperatura de ±5 ppm per Kelvin, através da faixa de resistência e requerida e com precisão de resistência ±0,11. Os valores de desempenho para uma faixa de N de 1 a 6, estão na Tabela 1.

[0083] Isto mostra que configurações da presente invenção vantajosamente provêem uma topologia para um regulador de corrente com base em que reguladores podem ser projetados provendo uma faixa de corrente programada de cerca de 20 mA a cerca de 289 mA, acima do qual um coeficiente de temperatura de corrente entre 75 ppm per Kelvin e +75 ppm per Kelvin (0,0075% per Kelvin and +0,0075% per Kelvin) é mantido. Cada configuração da presente invenção inclui dois transistores de Silício bipolar e um número de diodos Zener de Silício de baixa voltagem, vantajosamente provendo uma solução de baixo custo.

[0084] Variações de fabricação no valor IZ, opt seriam sensivelmente acomodadas, especificando um produto desenhado, de acordo com uma configuração particular da presente invenção, em uma faixa de corrente programada mais estreita. Uma faixa realística na qual um coeficiente de temperatura de 75 ppm per Kelvin podería ser especificado, seria em torno de 25 a 220 mA. Em situações onde uma baixa queda de voltagem, e, portanto, uma baixa voltagem Zener, é menos importante que a precisão de ajuste, seria vantajoso usar diodos Zener tendo uma voltagem Zener ligeiramente mais alta, consistente com a necessidade de manter impedância Zener alta. Tais diodos Zener com voltagem ligeiramente mais alta (e.g. 3,0 Volts) têm valores inferiores de Iz, opt. Isto significa que para uma dada corrente de regulador, um número mais alto de Zeners seria requerido em cada pilha, levando, em vista do teorema de Limite Central, a uma maior precisão de ajuste para aquela corrente de regulador.

[0085] Em situações onde o valor de TC é requerido estar substancialmente em zero na corrente específica ISpec ou em uma faixa pequena de correntes programadas centradas em Ispecf é possível escolher um valor de voltagem Zener para qual os diodos Zener de Silício têm valor de Iz, opt dado por: (Equação 25) onde, N é um número inteiro e corresponde ao número de diodos Zener per VRD em tal circuito regulador.

Por exemplo, pode ser mostrado, que, para Vz= 2,7 V, o valor correspondente de iz, opt para um diodo Zener de Silício é tipicamente 5 mA. Portanto, é possível construir um circuito regulador de corrente, de acordo com a presente invenção, tendo um coeficiente de temperatura de corrente TC substancialmente igual a zero, para uma corrente de regulador total IT de 20 mA.

[0086] Ademais, para facilitar a programação de corrente, um regulador, de acordo com a presente invenção, podería ser usado, onde um dos resistores de programação é mantido constante (no valor de corrente central, para um dado N) , enquanto o outro é usado como resistor de programação.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Regulador de corrente, compreendendo um circuito regulador de corrente (Cl), para prover uma corrente regulada a partir de uma voltagem de entrada, o circuito regulador de corrente compreendendo: - um circuito acionador compreendendo um resistor (Rl) e um transistor (Tl); e - um circuito regulador de voltagem (VCR1) operável para prover uma voltagem regulada ao citado circuito acionador, caracterizado pelo fato de o citado circuito regulador de voltagem compreender uma pluralidade de diodos Zener (Zli, Zl2, ...Zln) conectados em paralelo, cada diodo Zener tendo uma voltagem Zener menor gue 5,5 Volts, e os referidos diodos Zener sendo selecionados de modo gue uma propagação (Δν) entre as voltagens Zener dos diodos Zener compreendidos pela pluralidade de diodos Zener está entre 0,1 V e 0,3 V.

2. Regulador de corrente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o citado circuito regulador de corrente (Cl) formar um primeiro circuito regulador de corrente, e sendo gue o citado primeiro circuito regulador de corrente é acoplado transversal a um segundo circuito regulador de corrente (C2).

3. Regulador de corrente, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o citado segundo circuito regulador de corrente (C2) compreender: - um segundo circuito acionador, compreendendo um resistor (R2) e transistor (T2); e - um segundo circuito regulador de voltagem (VRC2) operável para prover uma voltagem de referência estabilizada ao citado segundo circuito acionador, sendo gue o citado segundo circuito regulador de voltagem compreende uma pluralidade de diodos Zener (Z2i, Z22,...Z2n) conectados em paralelo, cada diodo Zener tendo uma voltagem Zener menor gue 5,5 Volts, e sendo gue os diodos Zener são selecionados de tal forma gue exista uma variação entre 0,1 Volts e 0,3 Volts entre as voltagens Zener dos diodos Zener compreendidos na pluralidade de diodos Zener.

4. Regulador de corrente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o citado circuito acionador e o citado circuito regulador de voltagem formarem um primeiro circuito regulador de corrente, e sendo gue o primeiro circuito regulador de corrente (Cl) é conectado a um circuito de soma resistivo (RSC).

5. Regulador de corrente, de acordo com gualguer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizado pelo fato de o regulador de corrente compreender um circuito de dois terminais.

6. Regulador de corrente, de acordo com gualguer uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizado pelo fato de os diodos Zener do circuito regulador de voltagem consistirem de diodos Zener de silício.

7. Regulador de corrente, de acordo com gualguer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizado pelo fato de os diodos Zener do circuito regulador de voltagem terem uma voltagem Zener entre 2,0 Volts e 3,0 Volts.

8. Regulador de corrente, de acordo com gualguer uma das reivindicações de 1 a 7, caracterizado pelo fato de o circuito ser operável para prover uma corrente regulada programada entre 25 mA e 220 mA.

9. Regulador de corrente, de acordo com gualguer uma das reivindicações de 1 a 8, caracterizado pelo fato de a voltagem Zener dos diodos Zener compreendidos no circuito regulador de voltagem do circuito regulador de corrente ser selecionada de modo gue: lz,opt — ispec /2 .N onde iz,opt é a corrente na gual a taxa de mudança da voltagem Zener com a temperatura substancialmente igual a taxa de mudança do voltagem emissor-base, vbe, do transistor do circuito regulador de corrente, N é um número inteiro de diodos Zener por circuito regulador de voltagem, e Ispec uma corrente de regulador de corrente, na gual o coeficiente de temperatura é substancialmente igual a zero.

10. Regulador de corrente, de acordo com gualguer uma das reivindicações de 1 a 9, caracterizado pelo fato de o transistor do circuito acionador consistir de um transistor bipolar de silício.

11. Regulador de corrente, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de o transistor bipolar de silício ser do tipo NPN ou PNP.

12. Regulador de corrente, de acordo com a reivindicação 11, guando ligada à reivindicação 3, caracterizado pelo fato de o transistor dos primeiro ou segundo circuitos reguladores de corrente ser do tipo PNP, enguanto o transistor do outro circuito regulador de corrente é do tipo NPN de modo gue os transistores formem um par complementar.

13. Regulador de corrente, de acordo com gualguer uma das reivindicações de 3 a 12, guando ligada à reivindicação 3, caracterizado pelo fato do resistor dos circuitos acionadores ser variável a fim de servir como um resistor de programação de corrente.

14. Aparelho de iluminação, caracterizado pelo fato de compreender um ou mais LEDs e um regulador de corrente, conforme definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 13.