EP3332608A1 - Circuit optoélectronique à diodes électroluminescentes - Google Patents

Circuit optoélectronique à diodes électroluminescentes

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EP3332608A1
EP3332608A1 EP16750976.9A EP16750976A EP3332608A1 EP 3332608 A1 EP3332608 A1 EP 3332608A1 EP 16750976 A EP16750976 A EP 16750976A EP 3332608 A1 EP3332608 A1 EP 3332608A1
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EP
European Patent Office
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current
voltage
switch
phase
optoelectronic circuit
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EP16750976.9A
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German (de)
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EP3332608B1 (fr
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Frédéric MERCIER
David GRAS
Nicolas Joubert
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Aledia
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Aledia
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Publication of EP3332608B1 publication Critical patent/EP3332608B1/fr
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/40—Details of LED load circuits
    • H05B45/44—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/395—Linear regulators
    • H05B45/397—Current mirror circuits

Definitions

  • the present description relates to an optoelectronic circuit, in particular an optoelectronic circuit comprising light-emitting diodes.
  • an optoelectronic circuit comprising light-emitting diodes with an alternating voltage, in particular a sinusoidal voltage, for example the mains voltage.
  • FIG. 1 shows an exemplary optoelectronic circuit 10 comprising input terminals IN] _ and I3 ⁇ 4 between which is applied an AC voltage V j ⁇ .
  • the optoelectronic circuit 10 further comprises a rectifying circuit 12 comprising a diode bridge 14, receiving the voltage VJ and supplying a rectified voltage V ⁇ LIM which supplies the light-emitting diodes 16, for example connected in series with a resistor 15. called I LIM ⁇ e ⁇ current flowing through the light emitting diodes 16.
  • FIG. 2 is a timing diagram of the supply voltage V V LIM and the supply current I V LIM for an example in which the AC voltage V i corresponds to a sinusoidal voltage.
  • a disadvantage is that as long as the voltage V ⁇ LIM is less than the sum of the threshold voltages of the light-emitting diodes 16, no light is emitted by the optoelectronic circuit 10. An observer can perceive this absence of light emission when the duration of each OFF phase of absence of light emission between two ON phases of light emission is too important. One possibility to increase the duration of each ON phase is to reduce the number of light-emitting diodes 16. A disadvantage is that the electrical power lost in the resistance is important.
  • U.S. Publication 2012/0056559 discloses an optoelectronic circuit in which the number of electro ⁇ LEDs receiving the supply voltage V ⁇ J gradually increases during a growth phase of the supply voltage and gradually decreases at a decay phase of the supply voltage. This is achieved by a switching circuit adapted to short-circuit a larger or smaller number of light-emitting diodes according to the evolution of the voltage. This reduces the duration of each phase of absence of emission of light.
  • a disadvantage of the optoelectronic circuit described in the publication US 2012/0056559 is that the supply current of the light-emitting diodes does not vary continuously, that is to say that there are sudden interruptions of current flow at during the variation of the voltage. This causes variations over time in the light intensity provided by electroluminescent diodes that can be perceived by an observer. This also causes a deterioration in the harmonic distortion rate of the current supplying the light-emitting diodes of the optoelectronic circuit.
  • An object of an embodiment is to overcome all or part of the disadvantages of the optoelectronic circuits described above.
  • Another object of an embodiment is to reduce the duration of the phases of absence of light emission by the optoelectronic circuit.
  • Another object of an embodiment is that the current supplying the light-emitting diodes varies substantially continuously.
  • an embodiment provides an optoelectronic circuit for receiving a variable voltage containing an alternation of increasing and decreasing phases, the optoelectronic circuit comprising:
  • a current source connected to each set, among at least some of the plurality of sets, by a switch;
  • a first comparison module adapted to compare the current flowing through the switch to a current threshold
  • a second module for comparing a voltage representative of the voltage at the terminals of the current source at a voltage threshold
  • control module connected to the first and second comparison modules and adapted, during each increasing phase and each decreasing phase, to control the openings and closures of the switches according to signals provided by the first and second comparison modules.
  • the control module is adapted, during each increasing phase, for each switch, to control the opening of said switch when the current flowing in the adjacent and closed switch goes above the current threshold, and, during each decreasing phase, for each open switch adjacent to a closed switch, controlling the closing of said switch when said voltage drops below the voltage threshold.
  • the current source is adapted to supply a current whose intensity depends on at least one control signal.
  • the current source is adapted to supply a current whose intensity varies among several distinct intensity values as a function of the number of sets traversed by said current during at least one increasing or decreasing phase.
  • the optoelectronic circuit is adapted to receive a modulation signal external to the optoelectronic circuit and the current source is adapted to modify said intensity values as a function of said modulation signal.
  • the current source comprises elementary current sources connected in parallel and adapted to be activated and deactivated independently of one another.
  • the elementary current sources are adapted to supply currents having the same intensity or having different intensities.
  • control module is adapted to activate at least one of the elementary current sources during at least one increasing phase and is adapted to deactivate at least one of the elementary current sources during at least one decreasing phase.
  • one of the elementary current sources is adapted to supply a current having a given intensity and the other elementary current sources are adapted to each provide a current having an intensity equal to the product of a power of two and said given intensity.
  • control module is adapted to control the switches for connecting the light-emitting diode assemblies according to a plurality of connection configurations successively in a first order during each increasing phase of the variable voltage and a second order in the course of each decreasing phase of the variable voltage and is adapted to activate the elementary current sources in a third order during each increasing phase of the variable voltage and to disable the elementary current sources in a fourth order during each increasing phase of the variable voltage.
  • the optoelectronic circuit comprises a memory in which are stored several values of the control signal of the current source each corresponding to the supply by the current source of a current whose intensity varies among said several values. intensity.
  • the optoelectronic circuit comprises means for modifying the evolution profile of the intensity of said current as a function of the number of assemblies crossed by said current during at least one increasing or decreasing phase.
  • Another embodiment provides a method of controlling a plurality of sets of light-emitting diodes, said assemblies being series-connected and powered by a variable voltage, containing an alternation of increasing and decreasing phases, each set of at least some sets of the plurality of assemblies, being connected to a current source by a switch, the method comprising the following steps: for each switch, compare the current flowing through the switch to a current threshold;
  • the method further comprises the following step:
  • the current source comprises at least two elementary current sources connected in parallel and in which at least one of the elementary current sources is activated during at least one increasing phase and at least one one of the elementary current sources is deactivated during at least one decreasing phase.
  • the current source comprises at least three elementary current sources connected in parallel, in which, for at least successive increasing and decreasing phases, the number of activated elementary current sources increases from the beginning to the end of the current.
  • the increasing phase and the number of activated elementary current sources decreases from the beginning to the end of the decreasing phase or in which the number of activated elementary current sources increases and then decreases from the beginning to the end of the increasing phase and the number of sources Activated elementary current increases and then decreases from the beginning to the end of the decreasing phase.
  • FIG. 1, previously described, is an electrical diagram of an example of an optoelectronic circuit comprising light-emitting diodes
  • FIG. 2 previously described, is a timing diagram of the voltage and the supply current of the light-emitting diodes of the optoelectronic circuit of FIG. 1;
  • FIG. 3 represents an electrical diagram of an embodiment of an optoelectronic circuit comprising light-emitting diodes
  • FIGs 4 and 5 illustrate two arrangements of light emitting diodes of the optoelectronic circuit of Figure 3;
  • FIGS 6 to 9 show electrical diagrams of more detailed embodiments of parts of the optoelectronic circuit of Figure 3;
  • Figure 10 is a timing chart of voltages and currents of the optoelectronic circuit of Figure 3;
  • Fig. 11 shows a circuit diagram of another embodiment of the current source of the optoelectronic circuit of Fig. 3;
  • FIGS. 12A and 12B are chronograms of voltages and currents of the optoelectronic circuit of FIG. 3 for two embodiments of a method for controlling the current source of the optoelectronic circuit;
  • FIGS. 13 to 17 show electrical diagrams of other embodiments of the current source of the optoelectronic circuit of FIG. 3;
  • FIGS. 18 and 19 represent evolution curves, obtained by simulation, of voltages and currents of the optoelectronic circuit of FIG. 3 for two modes of performing the method of controlling the current source of the optoelectronic circuit.
  • the same elements have been designated by the same references in the various figures and, in addition, the various figures are not drawn to scale.
  • the terms “approximately”, “substantially”, and “of the order of” mean within 10%, preferably within 5%.
  • the term “power factor” of an electronic circuit is the ratio between the active power consumed by the electronic circuit and the product of the rms values of the current and of the voltage supplying the electronic circuit.
  • FIG. 3 represents a circuit diagram of an embodiment of an optoelectronic circuit 20 comprising a switching device for light-emitting diodes.
  • the elements of the optoelectronic circuit 20 common with the optoelectronic circuit 10 are designated by the same references.
  • the optoelectronic circuit 20 comprises the rectifier circuit 12 receiving the supply voltage V j between the terminals IN 1 and I 2 and supplying the voltage V 1 J rectified between nodes A 1 and A 2.
  • the circuit 20 can directly receive a rectified voltage, the rectifier circuit may then not be present.
  • the potential at the node A2 may correspond to the low reference potential with respect to which the voltages of the optoelectronic circuit 20 are referenced.
  • the optoelectronic circuit 20 comprises N series sets of elementary light-emitting diodes, called global light-emitting diodes Dj_ in the following description, where i is an integer ranging from 1 to N and where N is an integer between 2 and 200.
  • each global emitting diode D] ⁇ 3 ⁇ 4 comprises at least one elementary emitting diode and is preferably composed of the series connection and / or parallel to at least two light emitting diodes elementary.
  • N diodes electro ⁇ Dj_ overall luminescent are connected in series, the cathode of the overall Dj_ emitting diode being connected to the anode of the overall light emitting diode Dj_ +] _, for i varying from 1 to Nl.
  • the anode of the overall light-emitting diode D] _ is connected to the node A] _.
  • the global light-emitting diodes Dj 1, i ranging from 1 to N, may comprise the same number of elementary light emitting diodes or different numbers of elementary light-emitting diodes.
  • the overall light-emitting diode D] _ comprises R branches 26 connected in parallel, each branch comprising S diodes beachlumines ⁇ elementary Centes 27 connected in series in the same direction passing, R and S being integers greater than or equal to 1.
  • the overall light-emitting diode D] _ comprises P blocks 28 connected in series, each block including Q elementary emitting diodes 27 connected in parallel, P and Q being integers greater than or equal to 1 and Q may vary from block to block.
  • Others% D2 overall light emitting diodes may have a structure similar to the recent global electroluminescent diode D] _ shown in Figure 4 or 5.
  • the elementary light-emitting diodes 27 are, for example, planar light-emitting diodes, each comprising a stack of layers resting on a plane face, of which at least one active layer adapted to emit light.
  • the elementary light-emitting diodes 27 are, for example, light-emitting diodes formed from three-dimensional semiconductor elements, in particular microwires, nanowires or pyramids, comprising, for example, a semiconductor material based on a compound comprising for the most part at least a Group III element and a Group V element (by gallium nitride GaN), hereinafter called compound III-V, or comprising predominantly at least one group II element and a group VI element (for example zinc oxide ZnO), hereinafter called compound II-VI.
  • Each three-dimensional semiconductor element is covered with at least one active layer adapted to emit light.
  • the optoelectronic circuit 20 comprises a current source 30, one terminal of which is connected to the node A2 and the other terminal of which is connected to a node A3.
  • the voltage at the terminals of the current source 30 and the current supplied by the current source 30 are called VQ2.
  • the optoelectronic circuit 20 may comprise a circuit, not shown, which provides a reference voltage for supplying the current source, possibly obtained from the voltage V ALIM-
  • the circuit 20 comprises a device 32 for switching the global light-emitting diodes Dj 1, i varying from 1 to N.
  • the device 32 comprises Nl controllable switches SW ] _ to Sl% _ ] _.
  • Each switch SW-j, i varying from 1 to Nl is mounted between the node A3 and the cathode of the global light-emitting diode D-j.
  • Each switch SW-j, i varying from 1 to N1 is controlled by a signal Sj_ supplied by a control module 34.
  • Ij_ the current flowing in the switch SW-j
  • A the current flowing in the global light-emitting diode
  • a switch may, in addition, be present between the cathode of the global light emitting diode and the node
  • the current source 30 is also controlled by the control module 34.
  • the control module 34 may, in whole or in part, be realized by a dedicated circuit or may comprise a microprocessor or a microcontroller adapted to execute a sequence of instructions stored in a memory.
  • the signal Sj_ is a binary signal and the switch SW-j_ is open when the signal Sj_ is in a first state, for example the low state, denoted "0", and the switch SW-j_ is closed when the signal Sj_ is in a second state, for example the high state, denoted "1".
  • Each switch SW-j_ is, for example, a switch based on at least one transistor, in particular a metal oxide oxide or MOS transistor field effect transistor, enriched (normally closed) or depleted (normally open).
  • each switch SW-j corresponds to a MOS transistor, for example N-channel, whose drain is connected to the cathode of the global light-emitting diode Dj_, the source of which is connected to the node A3 and whose gate receives the signal Sj_.
  • the optoelectronic circuit 20 comprises, for i ranging from 1 to N1, a current sensor 36j_, provided between the node A3 and the switch SW-j_, supplying a signal CURj_ to the control module 34.
  • the optoelectronic circuit 20 comprises, in in addition, a current sensor 36 ⁇ provided between the node A3 and the cathode of the global light emitting diode and providing a signal CURJVJ to the control module 34.
  • the optoelectronic circuit 20 comprises a voltage sensor 38 provided between the source of the current 30 and the node A3 and providing a signal VOLT to the control module 34.
  • the signal CUR1_ is representative of the intensity of the current.
  • the signal CUR1_ indicates whether the intensity of the current Ij_ is greater than a current threshold.
  • the current threshold may be the same for each current Ij_ or may be different depending on the current Ij_ considered.
  • the signal VOLT is representative of the voltage Vcg. According to another embodiment, the signal VOLT indicates whether the voltage Vg is greater than a voltage threshold.
  • the voltage sensor 36 may then comprise an operational amplifier mounted as a comparator providing the signal VOLT, the input of which is not invertor is connected to the node A3 and whose inverting input receives the voltage threshold.
  • Fig. 6 shows a circuit diagram of a more detailed embodiment of the current source 30.
  • the power source 30 comprises an ideal current source 40 having a terminal connected to a source of power. a high reference potential VREF.
  • the other terminal of the current source 40 is connected to the drain of a diode-mounted N-channel transistor MOS 42.
  • the source of the MOS transistor 42 is connected to the node A2.
  • the gate of the MOS transistor 42 is connected to the drain of the MOS transistor 42.
  • the high reference potential VREF can be supplied from the voltage LIM LIM. It can be constant or vary depending on the voltage.
  • the intensity of the current supplied by the current source 30 may be constant or be variable, for example vary according to the voltage.
  • the current source 30 comprises an N-channel MOS transistor 44 whose gate is connected to the transistor gate 42 and whose source is connected to the node A2.
  • the drain of the transistor 44 is connected to the node A3, the voltage sensor 38 not being shown in FIG. 6.
  • the MOS transistors 42 and 44 form a current mirror which reproduces the current I g provided by the current source 40, possibly with a multiplicative factor.
  • FIG. 7 shows an embodiment of the current sensor 36-j in which the current sensor 36-j comprises a resistor 46 connected in series between the node A3 and the switch SW-j, represented in FIG. 7 by a transistor MOS, and a comparator-mounted operational amplifier 48 supplying the signal CUR1_, whose non-inverting input (+) is connected to a terminal of the resistor 46-j and whose inverting input (-) is connected to the other bound of the resistance 46j_.
  • Amplifier 48j includes a terminal for adjusting the offset voltage V " offset" or reference voltage of the amplifier Amplifier 48 provides the signal CUR1 at a first state when the voltage across the terminals of the resistor -j_ is greater than the offset voltage 0 ff se -
  • FIG. 8 shows a more detailed embodiment of the comparator 48 and a circuit providing the reference voltage V 0 ff se . -.
  • the comparator 48-j_ comprises a first differential pair P] _ comprising for example two MOS transistors powered by a current IBIAS E ⁇ detects the current flowing through the resistor 46j_, not shown in FIG. 8 and located between the gates Vp] _ us and V m -j_ bare transistors of the pair P] _.
  • the nodes 0] _ and O2 are connected to the drains of the transistors of the pair P] _ ⁇
  • the comparator 48-j_ comprises a second differential pair P2 comprising for example two MOS transistors powered by a current IBIAS e ⁇ 3 ⁇ 4 u i provides the voltage reference 0 ff se -
  • the nodes 0] _ and O2 are, in addition, connected to the drains of the transistors of the pair P2 ⁇
  • - is proportional to a bias current Klçg, image current Içg provided by the current source 30, the resistor RREF traversed by the previous current and the ratio of the transconductances of the differential pairs.
  • An amplifier output stage connected to the nodes 0] _ and O2 provides a signal at a state "1" or "0" according to the sign of the voltage between the nodes 0] _ and O2.
  • the current sensor may comprise a current mirror. Only a small fraction of the current flowing through the switch SW-j is then diverted to a current comparator.
  • FIG. 9 shows another embodiment of the current sensor 36-j in which the current sensor 36 comprises a resistor 50 and a diode 52 connected in series between the node A3 and the switch SW-j, represented in FIG. 9 by a MOS transistor, the cathode of the diode 52_ being connected to the resistor 50j.
  • the current sensor 36-j further comprises a bipolar transistor 54j whose base is connected to the anode of the diode 52 whose collector supplies the signal CUR11 and the emitter of which is connected to the node A3 by a resistor 56. .
  • the collector of the bipolar transistor 54 is connected to a terminal of a source of a reference current CREF whose other terminal is connected to the source of the reference potential VREF.
  • the maximum voltages applied to the electronic components, in particular the MOS transistors, the current sensors 36-j and the voltage sensor 38 remain small compared with the maximum value that the voltage V " ALIM-II n 'can take. It is then not necessary to provide, for the current sensors 36-j and the voltage sensor 38, electronic components capable of supporting the maximum value that can take the voltage V LJ.
  • the operation of the optoelectronic circuit 20 is as follows. At the beginning of an ascending phase of the voltage Vp j ⁇ M, the switches SW-j, i varying from 1 to Nl, are closed, that is to say electrically conducting. In an ascending phase, for i ranging from 1 to Nl, while the global light emitting diodes D ] _ to Dj__ ] _ are busy and the global light emitting diodes D-j_ to are blocked, when the voltage across the light emitting diode overall Dj_ becomes greater than the threshold voltage of the global electroluminescent diode Dj_, it becomes a pass and a current begins to flow in the global light emitting diode Dj_.
  • the passage of the current is detected by the current sensor 36j.
  • the module 34 then controls the opening of the switch SW-1.
  • the switches SW.sub.j, i ranging from 1 to N.sub.1 are open.
  • the overall light-emitting diodes D] _ D-j __] _ being conducting and the overall light emitting diodes D-j_ to being blocked when the voltage Vcg decreases below a voltage threshold, this means that the voltage across the current source 30 may become too low for it to function properly and deliver its rated current. This means that it is necessary to reduce the number of diodes Di in conduction to increase the voltage at the terminals of the source of current.
  • each switch SW-j_ is produced by an N-channel MOS transistor whose drain is connected to the cathode of the global light-emitting diode Dj_ and whose source is connected to the current sensor 36 j _
  • the voltage between the drain of the switch SW-j and the node A2 decreases until the operation of the transistor SW-j passes from the saturation regime to the linear regime. This causes an increase in the voltage between the gate and the source of the transistor SW-j and thus a decrease in the voltage V sg.
  • the switch SW is closed.
  • the embodiment of the SW-j_ switch control method described above does not depend on the number of elementary light-emitting diodes that make up each global light-emitting diode D-j and therefore does not depend on the threshold voltage of each diode. global electroluminescent.
  • FIG. 10 represents timing diagrams of the supply voltage V.sub.LIM, signals S.sub.i, i ranging from 1 to N.sup.l, currents i varying from 1 to N., current I.sub.g and voltage
  • VQ2 illustrating the operation of the optoelectronic circuit 20 according to the embodiment shown in FIG. 3 in the case where N is equal to 4, in the case where each global light-emitting diode Dj_ comprises the same number of elementary light-emitting diodes arranged in the same configuration, and therefore has the same threshold voltage Vled and in the case where the current source 30 provides a constant ICS current.
  • tg at tg successive instants.
  • the overall light-emitting diode D1 becomes on (phase P1) and the voltage at the terminals of the overall light-emitting diode D] _ remains then substantially constant and equal to Vled.
  • the VQS voltage is high enough to enable activation of the current source 30
  • the IQS current flows in the overall light emitting diode D 1 which emits light.
  • the current IQS flows entirely in the branch comprising the switch SW] _ and the current I] _ is equal to IQS-
  • the voltage VQ is preferably substantially constant when the current source 30 is in operation. .
  • FIG. 10 it has been assumed that the current source 30 is turned on before the global light emitting diode D1 becomes turned on so that the current IQS flows in the overall light emitting diode D1 from time t1.
  • the module 34 controls the opening of the switch SW] _ (signal SI set to "0").
  • the current I1 is zero and the current I2 increases to IQS.
  • the phase P2 corresponds to a phase of light emission by the global light emitting diodes D1 and D2.
  • the control module 34 the opening of the switch SW-j_ when the current li + i flowing in the branch containing the switch SW-j_ +] _ exceeds the current threshold.
  • the stage P + i corresponds to the light emission from the overall light-emitting diodes D] _ D-j_ +] _.
  • the module 34 controls opening of the switch SW2 by the last “0” and the signal S2 at time t / [, the module 34 controls opening of the switch SW3 by setting "0" to signal S3.
  • the power supply voltage LIM reaches its maximum value during phase P4 and initiates a downward phase.
  • the module 34 controls the closing of the switch SW3 by setting" 1 "of the signal S3, the current Icg then circulates completely in the branch containing the switch SW3, the current I4 then vanishes and the current I3 passes to the
  • the module 34 controls the closing of the switch SW2 by setting "1" of the signal S2 and, at the moment ⁇ , the module 34 controls the closing of the switch SW ] _ by setting the signal S ] _ to "1".
  • the voltage across the global light emitting diode D ] falls below the voltage Vled.
  • the global light-emitting diode D] _ is no longer conductive and the current I] _ drops to zero.
  • the optoelectronic circuit is sized, in particular by a suitable choice. the detection threshold of the comparison module 38 and the properties of the switches Sj_ and sets of light-emitting diodes D-j_, so that the temporary decrease in the voltage Vcg is low enough not to be detected by the comparison module 38.
  • the control module 34 is adapted to ignore a detection of a decrease of the voltage Vgg by the comparison module 38 during an increasing phase of the supply voltage ⁇ LIM . This can be accomplished by temporarily disabling the comparator module 38 during each increasing phase or for a specified period of time after each SW-j switch is opened.
  • the current source 30 is a current source controlled by the control module 34 and adapted to supply a current Icg that remains uninterrupted as long as the supply voltage V ⁇ LIM is greater than the threshold voltage of the global light emitting diode D ] _. According to one embodiment, the current source 30 is adapted to supply a variable current at different levels as a function of the number of global electroluminescent diodes that are on.
  • Fig. 11 shows an embodiment of the current source 30 in which the current source 30 comprises M controllable elementary current sources CS ] _ to CS j [ where M is an integer which can vary from 1 to N. Preferably, M is equal to N.
  • the elementary current sources CSj, j ranging from 1 to M are connected in parallel between the node A3 and the node A2.
  • Each elementary current source CSj is activated or deactivated by the control module 34 by a control signal Cj.
  • the signal Cj is a binary signal and the elementary current source CSj is off when the signal Cj is in a first state, for example the low state, and the current source CSj is activated when the signal Cj is in a second state, for example the high state.
  • the C] _ signal may not be present and the current source CS] _ can be activated automatically, that is to say, it provides a current when energized by a voltage sufficient.
  • the current source 30 is adapted to supply a current I g having an intensity at one of several constant levels and the level of which depends on the number of global electroluminescent diodes that are on. Currents provided by the elementary current sources CSj of the current source 30 may be the same or different. According to one embodiment, each elementary current source CSj is adapted to provide a current of intensity I * 2 ⁇ 1. The current source 30 is then adapted to provide a current Içg whose intensity can, depending on the signals control Cj, take any value k * I, k ranging from 0 to 2 ⁇ -1.
  • FIG. 12A illustrates an embodiment of activation sequence of the current sources which makes it possible to increase the power factor of the optoelectronic circuit with respect to the case where the current is constant.
  • 12A shows signals S of evolution curves] _, S2 and S3, signals of evolution curves C] _, C2, C3 and C4, and the current iQ5 when the opto-electronic circuit 20 comprises four global emitting diodes and four elementary current sources CSj in parallel, during a cycle of the voltage V ALIM in the case where the voltage VJN is a sinusoidal voltage.
  • Control of S] _ signals S2 and S3 is identical to that previously described in connection with Figure 10 and ⁇ 2, I3 and I4 are increasing intensity values of the current les
  • the signals Sj_, i varying from 1 to Nl are initially at “1” so that the switches SW-j_ are on.
  • the signal C] _ is at "1” so that the current source CS] _ is enabled.
  • the global light emitting diode D ] _ becomes conducting and is traversed by the current Icg whose intensity is equal to I ] _.
  • the switches SW] _, SW2 and SW3 are opened successively at times t] _, t2 and t3 As the elevation of the voltage V ⁇ J for the overall light emitting diodes D2, D3 and D4 are successively fed while running.
  • the current sources CS2, CS3 and CS4 are activated successively at the times t2, t3 and t4 as the voltage V ⁇ JM is raised so that the intensity of the supply current Icg is successively equal. at ⁇ 2, I3 and I4.
  • the switches SW3, SW2 and SW ] _ are closed successively at times t5, tg and successively short-circuit the global light emitting diodes D4, D3 and D2.
  • the current sources CS4, CS3 and CS2 are deactivated successively at times t5, tg and so that the intensity of the current feed Icg is successively equal to I3, I2 and I ] _.
  • the current I sg is canceled.
  • the current sources are activated so that the supply current I sg follows as well as possible the general shape of a sinusoid, that is to say the shape of the voltage V V LIM in phase with this one.
  • the power factor of the optoelectronic circuit is then increased.
  • Fig. 12B is similar to Fig. 12A and illustrates an embodiment of the current source activation sequence which reduces the perceived flicker by an observer.
  • the curves of FIG. 12B were obtained with the optoelectronic circuit used to obtain the curves of FIG. 12A, with the difference that the activation sequence of the current sources is modified.
  • the C] _ and C2 signals are initially at “1” and the signals C3 and C4 are initially "0” so that the current sources CS] _ and CS2 are enabled and, at the instant t ] _, the current intensity ICG through the overall light emitting diode D] _ equals at time t2, the signal C3 is set to "1” so that the current intensity passing through iQ5 overall light-emitting diodes D ] and D2 is equal to I3.
  • the signal C3 is set to "0” so that the current intensity ICG through the overall light-emitting diodes D] _, D2 and D3 is equal to I2.
  • the signal C2 is set to "0" so that the current intensity ICG through the overall light-emitting diodes D] _, D2, D3 and D4 is equal to I] _.
  • a symmetric activation sequence is performed at times t5, tg, and tg.
  • the intensity of the current is controlled so that the emission light power of the optoelectronic circuit is close to the average luminous power emitted on an alternation of the voltage.
  • the variations of the luminous power perceived by the observer are then reduced.
  • the values of the control signals Cj can be stored in a memory of the control module 34 for each switching configuration of the switches.
  • the control of the current source 30 by the control module 34 can be modified during the operation of the optoelectronic circuit, for example according to whether it is desirable to increase the power factor of the optoelectronic circuit. or reduce flicker perceived by an observer.
  • the current source 30 comprises elementary current sources CSj
  • the optoelectronic circuit may be implemented in the form of an integrated circuit comprising a dedicated pin to which a control signal of the control module 34 representative of the desired control of the current source 30 is applied.
  • the control module 34 comprises a memory programmable by a user and in which are stored data used by the control module 34 for the desired control of the current source 30 by the control module 34.
  • FIG. 13 shows a circuit diagram of another embodiment of the current source 30.
  • the current source 30 comprises the transistors 42 and 44 forming the current mirror described above in connection with the present invention.
  • the current source 30 furthermore comprises the current sources CS ] _ to CS j [ which are connected in parallel between a source of the reference potential.
  • Fig. 14 shows a circuit diagram of another embodiment of the current source 30 in which the current source 30 comprises the same elements as the embodiment shown in Fig. 13 and in which each source current CSj, j varying from 1 to M, comprises a resistor 60j connected in series with a MOS transistor 62j, for example P-channel, between the source of the reference potential VREF and the drain of the transistor 42.
  • the gate of each transistor 62j receives the control signal Cj.
  • each transistor 62j is located on the side of the transistor 42 while each resistor 60 is located on the source side of the reference potential VREF.
  • Fig. 15 shows a circuit diagram of another embodiment of the current source 30 in which the current source 30 comprises the same elements as the embodiment shown in Fig. 11 and in which each current source CSj, j varying from 1 to M, comprises a resistor 64j mounted in series with an MOS transistor 66j, for example N-channel, between the node A3 and the node A2.
  • MOS transistor 66j mounted in series with an MOS transistor 66j, for example N-channel, between the node A3 and the node A2.
  • the gate of each transistor 66j receives the control signal Cj.
  • Each transistor 66j is preferably located on the side of the node A3 while each resistor 64 is preferably located on the side of the node A2.
  • FIG. 16 represents a circuit diagram of another embodiment of the current source 30 in which the current source 30 comprises a MOS transistor 68, for example an N-channel transistor, whose drain is connected to the node A3 and whose source is connected to a terminal of a resistor 70, the other terminal of the resistor 70 being connected to the node A2.
  • the current source 30 comprises an operational amplifier 72 whose non-inverting input (+) is connected to a terminal of a voltage source 74 controllable by the control module 34 and whose inverting input (-) is connected to the midpoint between the transistor 68 and the resistor 70.
  • the other terminal of the voltage source 74 is connected to the node A2.
  • the output of the operational amplifier 72 is connected to the gate of the transistor 68.
  • Fig. 17 shows a circuit diagram of another embodiment of the current source 30 in which the current source 30 comprises a current source 76 having a terminal connected to the source of the reference potential VREF.
  • the other terminal of the current source 76 is connected to the drain of a transistor 78 MOS, for example N-channel, diode-mounted.
  • the source of the MOS transistor 78 is connected to the node A2.
  • the gate of the MOS transistor 78 is connected to the drain of the MOS transistor 78.
  • the current source 30 further comprises M MOS transistors 80j, j varying from 1 to M, for example to an N channel.
  • the source of each transistor 80j is connected to the node A2.
  • the drain of each transistor 80j is connected to the node A3.
  • each transistor 80j is connected to the gate of transistor 78 via a switch 82j.
  • Each switch 82j is controlled by the control signal Cj provided by the control module 34. Alternatively, the switch 82 ] may not be present.
  • Each transistor 80j forms with the transistor 78 a current mirror.
  • the current intensity Icg depends on the number of switches 82j that are closed. According to one embodiment, each transistor 80j is identical to the transistor 78. When the switch 82j is closed, the transistor 80j is traversed by a current having the same intensity as the current supplied by the current source 76 and is equivalent to the elementary current source CSj.
  • the dimensions of the transistors 80j may be different from those of the transistor 78 and may be different between the transistors 80j so that the intensity of the current flowing through each transistor 80j, when the associated switch 82j is closed, is different from the intensity of the current supplied by the current source 76.
  • the intensity of the current flowing through each transistor 80j, when the associated switch 82 is closed is equal to the product of a power of two different and of a reference intensity.
  • FIGS. 18 and 19 show evolution curves, obtained by simulation during a cycle of the voltage V ⁇ J in the case where the voltage VJN is a sinusoidal voltage, of the supply voltage Vp j ⁇ M, current I sg and a voltage equal to the sum of the voltages at the terminals of the global electroluminescent diodes which are conducting, when the optoelectronic circuit 20 comprises eight diodes electroluminescent devices and eight elementary current sources CSj in parallel. Each elementary current source CSj is adapted to supply a constant current of the same intensity.
  • Fig. 18 was obtained with an activation sequence of the elementary current sources of the current source 30 similar to that previously described in connection with Fig. 12A.
  • the average active power consumed by the optoelectronic circuit is 10.55 W, the power factor is 0.99 and the flicker index FI is substantially equal to 33.
  • the power factor is substantially equal to 1.
  • the optoelectronic circuit satisfies, in addition, the constraints concerning the harmonic currents provided for class D and class C lighting equipment by the NF EN 61000-3-2 standard, November 2014 version, on electromagnetic compatibility .
  • Fig. 19 was obtained for an activation sequence of the elementary current sources of the current source 30 similar to that previously described in connection with Fig. 12B.
  • the average active power consumed by the optoelectronic circuit is 10.58 W, the power factor is 0.89 and the flicker index F1 is substantially equal to 22.
  • the flicker index is reduced compared to the illustrated case. in FIG. 18.
  • the optoelectronic circuit furthermore satisfies the constraints concerning the harmonic currents provided for class D lighting equipment, that is to say receiving an active power of less than 25 W, by the standard NF EN 61000-3-2, version of November 2014, on electromagnetic compatibility.
  • the optoelectronic circuit is adapted to receive a modulation signal external to the optoelectronic circuit and the current source 30 can modify the intensity values of the current I sg as a function of the modulation signal.
  • the optoelectronic circuit may comprise a terminal dedicated to the reception of the modulation signal.
  • the modulation signal may be received by the control module 34 which accordingly controls the current source 30.
  • the modulation signal may correspond to a voltage.
  • the current source 30 is adapted to modulate each intensity value between 0% and 100% depending on the modulation signal.
  • the modulation signal can be provided by a drive, in particular a drive that can be actuated by a user.
  • the modulation of intensity values can be static, dynamic and digital, or dynamic and analog.
  • the modulation signal can be provided by a brightness sensor and the control module 34 can control the current source 30 to modulate the current intensity values, for example to take account of variations in the ambient luminosity and / or variations of the light emitted by the global light-emitting diodes as a function of the temperature.
  • the modulation due to the modulation signal takes precedence and the modulation rate is the same for each current intensity value Icg provided by the current source 30.
  • each embodiment of the current source 30 described above in connection with FIGS. 13 to 17 may be used for the implementation of the control method embodiments. of the current source described above in connection with FIGS. 12A and 12B.

Landscapes

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Abstract

L'invention concerne un circuit optoélectronique (20) destiné à recevoir une tension variable (VALIM) contenant une alternance de phases croissantes et décroissantes. Le circuit optoélectronique comprend : des ensembles (Di) de diodes électroluminescentes montés en série; une source de courant (30) reliée à chaque ensemble (Di_) par un interrupteur (SWi); pour chaque interrupteur, un premier module de comparaison (36i_) adapté à comparer le courant (Ii_) traversant l'interrupteur à un seuil de courant; un deuxième module de comparaison (38) d'une tension représentative de la tension (Vçs) aux bornes de la source de courant à un seuil de tension; un module de commande (34) relié aux premiers et au deuxième modules de comparaison et adapté, lors de chaque phase croissante et de de chaque phase décroissante, à commander les ouvertures et fermetures des interrupteurs en fonction de signaux fournis par les premiers et deuxièmes modules de comparaison.

Description

CIRCUIT OPTOELECTRONIQUE A DIODES ELECTROLUMINESCENTES
La présente demande de brevet revendique la priorité de la demande de brevet français FR15/57480 qui sera considérée comme faisant partie intégrante de la présente description.
Domaine
La présente description concerne un circuit optoélectronique, notamment un circuit optoélectronique comprenant des diodes électroluminescentes.
Exposé de 1 ' art antérieur
Il est souhaitable de pouvoir alimenter un circuit optoélectronique comprenant des diodes électroluminescentes avec une tension alternative, notamment une tension sinusoïdale, par exemple la tension du secteur.
La figure 1 représente un exemple de circuit optoélectronique 10 comprenant des bornes d'entrée IN]_ et I¾ entre lesquelles est appliquée une tension alternative Vj^. Le circuit optoélectronique 10 comprend, en outre, un circuit redresseur 12 comportant un pont de diodes 14, recevant la tension VJ et fournissant une tension V^LIM redressée qui alimente des diodes électroluminescentes 16, par exemple montées en série avec une résistance 15. On appelle I^LIM ^e courant traversant les diodes électroluminescentes 16. La figure 2 est un chronogramme de la tension d'alimentation V^LIM et du courant d'alimentation I^LIM pour un exemple dans lequel la tension alternative Vj^ correspond à une tension sinusoïdale. Lorsque la tension V^J est supérieure à la somme des tensions de seuil des diodes électroluminescentes 16, les diodes électroluminescentes 16 deviennent passantes. Le courant d'alimentation I^LIM suit alors la tension d'alimentation V"ALIM- Il y a donc une alternance de phases OFF d'absence d'émission de lumière et de phases ON d'émission de lumière.
Un inconvénient est que tant que la tension V^LIM est inférieure à la somme des tensions de seuil des diodes électroluminescentes 16, aucune lumière n'est émise par le circuit optoélectronique 10. Un observateur peut percevoir cette absence d'émission de lumière lorsque la durée de chaque phase OFF d'absence d'émission de lumière entre deux phases ON d'émission de lumière est trop importante. Une possibilité pour augmenter la durée de chaque phase ON est de diminuer le nombre de diodes électroluminescentes 16. Un inconvénient est alors que la puissance électrique perdue dans la résistance est importante.
La publication US 2012/0056559 décrit un circuit optoélectronique dans lequel le nombre de diodes électro¬ luminescentes recevant la tension d' alimentation V^J augmente progressivement lors d'une phase de croissance de la tension d'alimentation et diminue progressivement lors d'une phase de décroissance de la tension d'alimentation. Ceci est réalisé par un circuit de commutation adapté à court-circuiter un nombre plus ou moins important de diodes électroluminescentes en fonction de l'évolution de la tension ^J - Ceci permet de réduire la durée de chaque phase d'absence d'émission de lumière.
Un inconvénient du circuit optoélectronique décrit dans la publication US 2012/0056559 est que le courant d'alimentation des diodes électroluminescentes ne varie pas de façon continue, c'est-à-dire qu'il y a de brusques interruptions de circulation du courant au cours de la variation de la tension. Ceci entraîne des variations dans le temps de l'intensité lumineuse fournie par les diodes électroluminescentes qui peuvent être perçues par un observateur. Ceci entraîne, en outre, une dégradation du taux de distorsion harmonique du courant alimentant les diodes électroluminescentes du circuit optoélectronique.
Résumé
Un objet d'un mode de réalisation est de pallier tout ou partie des inconvénients des circuits optoélectroniques décrits précédemment .
Un autre objet d'un mode de réalisation est de réduire la durée des phases d'absence d'émission de lumière par le circuit optoélectronique .
Un autre objet d'un mode de réalisation est que le courant alimentant les diodes électroluminescentes varie de façon sensiblement continue.
Ainsi, un mode de réalisation prévoit un circuit optoélectronique destiné à recevoir une tension variable contenant une alternance de phases croissantes et décroissantes, le circuit optoélectronique comprenant :
une pluralité d'ensembles de diodes électro- luminescentes, lesdits ensembles étant montés en série ;
une source de courant reliée à chaque ensemble, parmi au moins certains ensembles de la pluralité d'ensembles, par un interrupteur ;
pour chaque interrupteur, un premier module de comparaison adapté à comparer le courant traversant l'interrupteur à un seuil de courant ;
un deuxième module de comparaison d'une tension représentative de la tension aux bornes de la source de courant à un seuil de tension ;
un module de commande relié aux premiers et au deuxième modules de comparaison et adapté, lors de chaque phase croissante et de de chaque phase décroissante, à commander les ouvertures et fermetures des interrupteurs en fonction de signaux fournis par les premiers et deuxièmes modules de comparaison. Selon un mode de réalisation, le module de commande est adapté, lors de chaque phase croissante, pour chaque interrupteur, à commander l'ouverture dudit interrupteur lorsque le courant circulant dans l'interrupteur adjacent et fermé passe au-dessus du seuil de courant, et, lors de chaque phase décroissante, pour chaque interrupteur ouvert adjacent à un interrupteur fermé, à commander la fermeture dudit interrupteur lorsque ladite tension passe au-dessous du seuil de tension.
Selon un mode de réalisation, la source de courant est adaptée à fournir un courant dont l'intensité dépend d'au moins un signal de commande.
Selon un mode de réalisation, la source de courant est adaptée à fournir un courant dont 1 ' intensité varie parmi plusieurs valeurs d'intensité distinctes en fonction du nombre d'ensembles traversés par ledit courant au cours d'au moins une phase croissante ou décroissante.
Selon un mode de réalisation, le circuit optoélectronique est adapté à recevoir un signal de modulation externe au circuit optoélectronique et la source de courant est adaptée à modifier lesdites valeurs d'intensité en fonction dudit signal de modulation.
Selon un mode de réalisation, la source de courant comprend des sources de courant élémentaires montées en parallèle et adaptées à être activées et désactivées indépendamment l'une de 1 ' autre .
Selon un mode de réalisation, les sources de courant élémentaires sont adaptées à fournir des courants ayant la même intensité ou ayant des intensités différentes.
Selon un mode de réalisation, le module de commande est adapté à activer au moins l'une des sources de courant élémentaires au cours d'au moins une phase croissante et est adapté à désactiver au moins l'une des sources de courant élémentaires au cours d'au moins une phase décroissante.
Selon un mode de réalisation, l'une des sources de courant élémentaires est adaptée à fournir un courant ayant une intensité donnée et les autres sources de courant élémentaires sont adaptées à fournir chacune un courant ayant une intensité égale au produit d'une puissance de deux et de ladite intensité donnée .
Selon un mode de réalisation, le module de commande est adapté à commander les interrupteurs pour connecter les ensembles de diodes électroluminescentes selon plusieurs configurations de connexion successivement selon un premier ordre au cours de chaque phase croissante de la tension variable et un deuxième ordre au cours de chaque phase décroissante de la tension variable et est adapté à activer les sources de courant élémentaires selon un troisième ordre au cours de chaque phase croissante de la tension variable et à désactiver les sources de courant élémentaires selon un quatrième ordre au cours de chaque phase croissante de la tension variable.
Selon un mode de réalisation, le circuit optoélectronique comprend une mémoire dans laquelle sont stockées plusieurs valeurs du signal de commande de la source de courant correspondant chacune à la fourniture par la source de courant d'un courant dont l'intensité varie parmi lesdites plusieurs valeurs d'intensité.
Selon un mode de réalisation, le circuit optoélectronique comprend des moyens pour modifier le profil d'évolution de l'intensité dudit courant en fonction du nombre d'ensembles traversés par ledit courant au cours d'au moins une phase croissante ou décroissante.
Un autre mode de réalisation prévoit un procédé de commande d'une pluralité d'ensembles de diodes électroluminescentes, lesdits ensembles étant montés en série et alimentés par une tension variable, contenant une alternance de phases croissantes et décroissantes, chaque ensemble parmi au moins certains ensembles de la pluralité d'ensembles, étant relié à une source de courant par un interrupteur, le procédé comprenant les étapes suivantes : pour chaque interrupteur, comparer le courant traversant l'interrupteur à un seuil de courant ;
comparer une tension représentative de la tension aux bornes de la source de courant à un seuil de tension ; et
lors de chaque phase croissante et de de chaque phase décroissante, commander les ouvertures et fermetures des interrupteurs en fonction de signaux fournis par les premiers et deuxièmes modules de comparaison.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend, en outre, l'étape suivante :
lors de chaque phase croissante, pour chaque interrupteur, ouvrir ledit interrupteur lorsque le courant circulant dans l'interrupteur adjacent et fermé passe au-dessus du seuil de courant, et, lors de chaque phase décroissante, pour chaque interrupteur ouvert adjacent à un interrupteur fermé, fermer ledit interrupteur lorsque ladite tension passe au-dessous du seuil de tension.
Selon un mode de réalisation, la source de courant comprend au moins deux sources de courant élémentaires montées en parallèle et dans lequel au moins l'une des sources de courant élémentaires est activée au cours d'au moins une phase croissante et au moins l'une des sources de courant élémentaires est désactivée au cours d'au moins une phase décroissante.
Selon un mode de réalisation, la source de courant comprend au moins trois sources de courant élémentaires montées en parallèle, dans lequel, pour au moins des phases croissante et décroissante successives, le nombre de sources de courant élémentaires activées augmente du début à la fin de la phase croissante et le nombre de sources de courant élémentaires activées diminue du début à la fin de la phase décroissante ou dans lequel le nombre de sources de courant élémentaires activées augmente puis diminue du début à la fin de la phase croissante et le nombre de sources de courant élémentaires activées augmente puis diminue du début à la fin de la phase décroissante. Brève description des dessins
Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :
la figure 1, décrite précédemment, est un schéma électrique d'un exemple d'un circuit optoélectronique comprenant des diodes électroluminescentes ;
la figure 2, décrite précédemment, est un chronogramme de la tension et du courant d'alimentation des diodes électroluminescentes du circuit optoélectronique de la figure 1 ;
la figure 3 représente un schéma électrique d'un mode de réalisation d'un circuit optoélectronique comprenant des diodes électroluminescentes ;
les figures 4 et 5 illustrent deux agencements des diodes électroluminescentes du circuit optoélectronique de la figure 3 ;
les figures 6 à 9 représentent des schémas électriques de modes de réalisation plus détaillés de parties du circuit optoélectronique de la figure 3 ;
la figure 10 est un chronogramme de tensions et de courants du circuit optoélectronique de la figure 3 ;
la figure 11 représente un schéma électrique d'un autre mode de réalisation de la source de courant du circuit optoélectronique de la figure 3 ;
les figures 12A et 12B sont des chronogrammes de tensions et de courants du circuit optoélectronique de la figure 3 pour deux modes de réalisation d'un procédé de commande de la source de courant du circuit optoélectronique ;
les figures 13 à 17 représentent des schémas électriques d'autres modes de réalisation de la source de courant du circuit optoélectronique de la figure 3 ; et
les figures 18 et 19 représentent des courbes d'évolution, obtenues par simulation, de tensions et de courants du circuit optoélectronique de la figure 3 pour deux modes de réalisation du procédé de commande de la source de courant du circuit optoélectronique.
Description détaillée
Par souci de clarté, de mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références aux différentes figures et, de plus, les diverses figures ne sont pas tracées à l'échelle. Sauf précision contraire, les expressions "approximativement", "sensiblement", et "de l'ordre de" signifient à 10 % près, de préférence à 5 % près. Dans la suite de la description, on appelle "facteur de puissance" d'un circuit électronique le rapport entre la puissance active consommée par le circuit électronique et le produit des valeurs efficaces du courant et de la tension alimentant le circuit électronique.
La figure 3 représente un schéma électrique d'un mode de réalisation d'un circuit optoélectronique 20 comprenant un dispositif de commutation de diodes électroluminescentes. Les éléments du circuit optoélectronique 20 communs avec le circuit optoélectronique 10 sont désignés par les mêmes références. En particulier, le circuit optoélectronique 20 comprend le circuit redresseur 12 recevant la tension d'alimentation Vj^ entre les bornes IN]_ et I¾ et fournissant la tension V^J redressée entre des noeuds A]_ et A2. A titre de variante, le circuit 20 peut recevoir directement une tension redressée, le circuit redresseur pouvant alors ne pas être présent. Le potentiel au noeud A2 peut correspondre au potentiel de référence bas par rapport auquel sont référencées les tensions du circuit optoélectronique 20.
Le circuit optoélectronique 20 comprend N ensembles en série de diodes électroluminescentes élémentaires, appelés diodes électroluminescentes globales Dj_ dans la suite de la description, où i est un nombre entier variant de 1 à N et où N est un nombre entier compris entre 2 et 200. Chaque diode électroluminescente globale D]^ à ¾ comprend au moins une diode électroluminescente élémentaire et est, de préférence, composée de la mise en série et/ou en parallèle d'au moins deux diodes électroluminescentes élémentaires. Dans le présent exemple, les N diodes électro¬ luminescentes globales Dj_ sont connectées en série, la cathode de la diode électroluminescente globale Dj_ étant reliée à l'anode de la diode électroluminescente globale D-j_+]_, pour i variant de 1 à N-l. L'anode de la diode électroluminescente globale D]_ est reliée au noeud A]_ . Les diodes électroluminescentes globales Dj_, i variant de 1 à N, peuvent comprendre le même nombre de diodes électroluminescentes élémentaires ou des nombres différents de diodes électroluminescentes élémentaires.
La figure 4 représente un mode de réalisation de la diode électroluminescente globale D]_ dans lequel la diode électroluminescente globale D]_ comprend R branches 26 montées en parallèle, chaque branche comprenant S diodes électrolumines¬ centes élémentaires 27 montées en série dans le même sens passant, R et S étant des nombres entiers supérieurs ou égaux à 1.
La figure 5 représente un autre mode de réalisation de la diode électroluminescente globale D]_ dans lequel la diode électroluminescente globale D]_ comprend P blocs 28 montés en série, chaque bloc comprenant Q diodes électroluminescentes élémentaires 27 montées en parallèle, P et Q étant des nombres entiers supérieurs ou égaux à 1 et Q pouvant varier d'un bloc à 1' autre .
Les autres diodes électroluminescentes globales D2 à % peuvent avoir une structure analogue à la diode électrolumines- cente globale D]_ représentée en figure 4 ou 5.
Les diodes électroluminescentes élémentaires 27 sont, par exemple, des diodes électroluminescentes planes, comprenant chacune un empilement de couches reposant sur une face plane, dont au moins une couche active adaptée à émettre de la lumière. Les diodes électroluminescentes élémentaires 27 sont, par exemple, des diodes électroluminescentes formées à partir d'éléments semiconducteurs tridimensionnels, notamment des microfils, des nanofils ou des pyramides, comprenant, par exemple, un matériau semiconducteur à base d'un composé comportant majoritairement au moins un élément du groupe III et un élément du groupe V (par exemple du nitrure de gallium GaN) , appelé par la suite composé III-V, ou comportant majoritairement au moins un élément du groupe II et un élément du groupe VI (par exemple de l'oxyde de zinc ZnO) , appelé par la suite composé II-VI. Chaque élément semiconducteur tridimensionnel est recouvert d'au moins une couche active adaptée à émettre de la lumière.
En revenant à la figure 3 , le circuit optoélectronique 20 comprend une source de courant 30 dont une borne est reliée au noeud A2 et dont l'autre borne est reliée à un noeud A3. On appelle VQ2 la tension aux bornes de la source de courant 30 et Içg le courant fourni par la source de courant 30 . Le circuit optoélectronique 20 peut comprendre un circuit, non représenté, qui fournit une tension de référence pour l'alimentation de la source de courant, éventuellement obtenue à partir de la tension VALIM-
Le circuit 2 0 comprend un dispositif 32 de commutation des diodes électroluminescentes globales Dj_, i variant de 1 à N. A titre d'exemple, le dispositif 32 comprend N-l interrupteurs commandables SW]_ à Sl%_]_. Chaque interrupteur SW-j_, i variant de 1 à N-l, est monté entre le noeud A3 et la cathode de la diode électroluminescente globale D-j_. Chaque interrupteur SW-j_, i variant de 1 à N-l, est commandé par un signal Sj_ fourni par un module de commande 34 . Pour i variant de 1 à N-l, on appelle Ij_ le courant circulant dans l'interrupteur SW-j_ et on appelle ¾ le courant circulant dans la diode électroluminescente globale A titre de variante, un interrupteur peut, en outre, être présent entre la cathode de la diode électroluminescente globale et le noeud
A3·
Selon un mode de réalisation, la source de courant 30 est également commandée par le module de commande 34 . Le module de commande 34 peut, en totalité ou en partie, être réalisé par un circuit dédié ou peut comprendre un microprocesseur ou un microcontrôleur adapté à exécuter une suite d'instructions stockées dans une mémoire. A titre d'exemple, le signal Sj_ est un signal binaire et l'interrupteur SW-j_ est ouvert lorsque le signal Sj_ est dans un premier état, par exemple l'état bas, noté "0", et l'interrupteur SW-j_ est fermé lorsque le signal Sj_ est dans un deuxième état, par exemple l'état haut, noté "1".
Chaque interrupteur SW-j_ est, par exemple, un interrupteur à base d'au moins un transistor, notamment un transistor à effet de champ à grille métal-oxyde ou transistor MOS, à enrichissement (normalement fermé) ou à appauvrissement (normalement ouvert) . Selon un mode de réalisation, chaque interrupteur SW-j_ correspond à un transistor MOS, par exemple à canal N, dont le drain est relié à la cathode de la diode électroluminescente globale Dj_, dont la source est reliée au noeud A3 et dont la grille reçoit le signal Sj_.
Le circuit optoélectronique 20 comprend, pour i variant de 1 à N-l, un capteur de courant 36j_, prévu entre le noeud A3 et l'interrupteur SW-j_, fournissant un signal CURj_ au module de commande 34. Le circuit optoélectronique 20 comprend, en outre, un capteur de courant 36^ prévu entre le noeud A3 et la cathode de la diode électroluminescente globale et fournissant un signal CURJVJ au module de commande 34. De plus, le circuit optoélectronique 20 comprend un capteur de tension 38 prévu entre la source de courant 30 et le noeud A3 et fournissant un signal VOLT au module de commande 34.
Selon un mode de réalisation, pour i variant de 1 à N, le signal CURj_ est représentatif de l'intensité du courant Selon un autre mode de réalisation, le signal CURj_ indique si l'intensité du courant Ij_ est supérieure à un seuil de courant, le seuil de courant pouvant être le même pour chaque courant Ij_ ou pouvant être différent selon le courant Ij_ considéré.
Selon un mode de réalisation, le signal VOLT est représentatif de la tension Vçg. Selon un autre mode de réalisation, le signal VOLT indique si la tension Vçg est supérieure à un seuil de tension. Le capteur de tension 36 peut alors comprendre un amplificateur opérationnel monté en comparateur fournissant le signal VOLT, dont l'entrée non inverseuse est reliée au noeud A3 et dont l'entrée inverseuse reçoit le seuil de tension.
La figure 6 représente un schéma électrique d'un mode de réalisation plus détaillé de la source de courant 30. Dans le présent mode de réalisation, la source de courant 30 comprend une source de courant idéale 40 dont une borne est reliée à une source d'un potentiel de référence haut VREF. L'autre borne de la source de courant 40 est reliée au drain d'un transistor 42 MOS à canal N monté en diode. La source du transistor MOS 42 est reliée au noeud A2. La grille du transistor MOS 42 est reliée au drain du transistor MOS 42. Le potentiel de référence haut VREF peut être fourni à partir de la tension ^LIM. Il peut être constant ou varier en fonction de la tension ^LIM. L'intensité du courant fourni par la source de courant 30 peut être constante ou être variable, par exemple varier en fonction de la tension ^J - La source de courant 30 comprend un transistor MOS 44 à canal N dont la grille est reliée à la grille du transistor 42 et dont la source est reliée au noeud A2. Le drain du transistor 44 est relié au noeud A3, le capteur de tension 38 n'étant pas représenté en figure 6. Les transistors MOS 42 et 44 forment un miroir de courant qui reproduit le courant Içg fourni par la source de courant 40, éventuellement avec un facteur multiplicatif.
La figure 7 représente un mode de réalisation du capteur de courant 36-j_ dans lequel le capteur de courant 36-j_ comprend une résistance 46 montée en série entre le noeud A3 et l'interrupteur SW-j_, représenté en figure 7 par un transistor MOS, et un amplificateur opérationnel 48-j_ monté en comparateur fournissant le signal CURj_, dont l'entrée non inverseuse (+) est connectée à une borne de la résistance 46-j_ et dont l'entrée inverseuse (-) est reliée à l'autre borne de la résistance 46j_. L'amplificateur 48j_ comprend une borne de réglage de la tension de décalage V"offset' ou tension de référence, de l'amplificateur. L'amplificateur 48_ fournit le signal CURj_ à un premier état lorsque la tension entre les bornes de la résistance 46-j_ est supérieure à la tension de décalage 0ffse-|- et à un deuxième état lorsque la tension entre les bornes de la résistance 46-j_ est inférieure à la tension de décalage 0ffse-|-.
La figure 8 représente un mode de réalisation plus détaillé du comparateur 48_ et d'un circuit fournissant la tension de référence V0ffse-|-. Le comparateur 48-j_ comprend une première paire différentielle P]_ comprenant par exemple deux transistors MOS alimentés par un courant IBIAS E^ détecte le courant traversant la résistance 46j_, non représentée en figure 8 et située entre les grilles Vp]_us et Vm-j_nus des transistors de la paire P]_ . Les noeuds 0]_ et O2 sont reliés aux drains des transistors de la paire P]_ · Le comparateur 48-j_ comprend une seconde paire différentielle P2 comprenant par exemple deux transistors MOS alimentés par un courant IBIAS e^ ¾ui fournit la tension de référence 0ffse-|-. Les noeuds 0]_ et O2 sont, en outre, reliés aux drains des transistors de la paire P2 · La tension de référence 0ffse-|- est proportionnelle à un courant de polarisation Klçg, image du courant Içg fourni par la source de courant 30, à la résistance RREF traversée par le courant précédent et au rapport des transconductances des paires différentielles. Un étage de sortie amplificateur relié aux noeuds 0]_ et O2 fournit un signal à un état "1" ou "0" selon le signe de la tension entre les noeuds 0]_ et O2 ·
Selon un autre mode de réalisation, le capteur de courant peut comprendre un miroir de courant. Seule une faible fraction du courant traversant l'interrupteur SW-j_ est alors dérivée vers un comparateur de courant .
La figure 9 représente un autre mode de réalisation du capteur de courant 36-j_ dans lequel le capteur de courant 36 comprend une résistance 50 et une diode 52-j_ montées en série entre le noeud A3 et l'interrupteur SW-j_, représenté en figure 9 par un transistor MOS, la cathode de la diode 52_ étant reliée à la résistance 50j_. Le capteur de courant 36-j_ comprend, en outre, un transistor bipolaire 54j_ dont la base est reliée à l'anode de la diode 52 dont le collecteur fournit le signal CURj_ et dont l'émetteur est relié au noeud A3 par une résistance 56j_. Le collecteur du transistor bipolaire 54 est relié à une borne d'une source d'un courant de référence CREF dont l'autre borne est reliée à la source du potentiel de référence VREF.
De façon avantageuse, les tensions maximales appliquées aux composants électroniques, notamment les transistors MOS, des capteurs de courant 36-j_ et du capteur de tension 38 restent faibles par rapport à la valeur maximale que peut prendre la tension V"ALIM- Il n'est alors pas nécessaire de prévoir, pour les capteurs de courant 36-j_ et le capteur de tension 38, des composants électroniques pouvant supporter la valeur maximale que peut prendre la tension V^LJ^ .
Le fonctionnement du circuit optoélectronique 20 est le suivant. Au début d'une phase ascendante de la tension Vpj^ M, les interrupteurs SW-j_, i variant de 1 à N-l, sont fermés, c'est-à- dire passants électriquement. Dans une phase ascendante, pour i variant de 1 à N-l, alors que les diodes électroluminescentes globales D]_ à Dj__]_ sont passantes et que les diodes électroluminescentes globales D-j_ à sont bloquées, lorsque la tension aux bornes de la diode électroluminescente globale Dj_ devient supérieure à la tension de seuil de la diode électroluminescente globale Dj_, celle-ci devient passante et un courant commence à circuler dans la diode électroluminescente globale Dj_. Le passage du courant est détecté par le capteur de courant 36j_. Le module 34 commande alors l'ouverture de l'interrupteur SW-j__]_. Au début d'une phase descendante de la tension d'alimentation V^LIM, les interrupteurs SW-j_, i variant de 1 à N-l, sont ouverts. Dans une phase descendante, les diodes électroluminescentes globales D]_ à D-j__]_ étant passantes et les diodes électroluminescentes globales D-j_ à étant bloquées, lorsque la tension Vçg diminue en dessous d'un seuil de tension, cela signifie que la tension aux bornes de la source de courant 30 risque de devenir trop faible pour que celle-ci puisse fonctionner correctement et délivrer son courant nominal. Cela signifie donc qu'il faut réduire le nombre de diodes Di en conduction pour augmenter la tension aux bornes de la source de courant. La diminution de la tension Vçg est détectée par le capteur 38 et l'interrupteur SW-j__]_ est alors fermé. Dans le cas où chaque interrupteur SW-j_ est réalisé par un transistor MOS à canal N dont le drain est relié à la cathode de la diode électroluminescente globale Dj_ et dont la source est reliée au capteur de courant 36j_, lorsque la tension d'alimentation V^J baisse, la tension entre le drain de l'interrupteur SW-j_ et le noeud A2 diminue jusqu'à ce que le fonctionnement du transistor SW-j_ passe du régime de saturation au régime linéaire. Ceci entraîne une augmentation de la tension entre la grille et la source du transistor SW-j_ et donc une diminution de la tension Vçg. Lorsque la tension Vçg diminue en dessous du seuil de tension, l'interrupteur SW-j__]_ est fermé.
De façon avantageuse, le mode de réalisation du procédé de commande des interrupteurs SW-j_ décrit précédemment ne dépend pas du nombre de diodes électroluminescentes élémentaires qui composent chaque diode électroluminescente globale D-j_ et donc ne dépend pas de la tension de seuil de chaque diode électroluminescente globale.
La figure 10 représente des chronogrammes de la tension d'alimentation V^LIM, des signaux Sj_, i variant de 1 à N-l, des courants i variant de 1 à N, du courant Içg et de la tension
VQ2 illustrant le fonctionnement du circuit optoélectronique 20 selon le mode de réalisation représenté en figure 3 dans le cas où N est égal à 4, dans le cas où chaque diode électroluminescente globale Dj_ comprend le même nombre de diodes électroluminescentes élémentaires agencées dans la même configuration, et a donc la même tension de seuil Vled et dans le cas où la source de courant 30 fournit un courant ICS constant. On appelle tg à tg des instants successifs.
A l'instant tg, au début d'un cycle, tous les interrupteurs SW-j_, i variant de 1 à N-l, sont fermés (signaux Sj_ à "1") . La tension V^J s'élève depuis la valeur nulle. La tension VALIM étant inférieure à la tension de seuil Vled de la diode électroluminescente globale D]_, il n'y a pas émission de lumière (phase PQ) . Le courant IQS est nul.
A l'instant t]_, lorsque la tension aux bornes de la diode électroluminescente globale D]_ dépasse la tension de seuil Vled, la diode électroluminescente globale D]_ devient passante (phase P]_) et la tension aux bornes de la diode électroluminescente globale D]_ reste alors sensiblement constante et égale à Vled. Dès que la tension VQS est suffisamment élevée pour permettre l'activation de la source de courant 30, le courant IQS circule dans la diode électroluminescente globale D]_ qui émet de la lumière. Le courant IQS circule en totalité dans la branche comprenant l'interrupteur SW]_ et le courant I]_ est égal à IQS- A titre d'exemple, la tension VQ est de préférence sensiblement constante lorsque la source de courant 30 est en fonctionnement. En figure 10, on a supposé que la source de courant 30 est activée avant que la diode électroluminescente globale D]_ devienne passante de sorte que le courant IQS circule dans la diode électroluminescente globale D]_ dès l'instant t]_ .
Au cours de l'augmentation de la tension V^LIM, lorsque la tension aux bornes de la diode électroluminescente globale D2, dépasse la tension de seuil Vled, la diode électroluminescente globale D2 devient passante et le courant IQS se répartit entre la branche contenant 1 ' interrupteur SW]_ et la branche contenant 1 ' interrupteur SW2. Une légère augmentation temporaire de la tension VQS peut alors être observée. Le courant I]_ diminue et le courant I2 augmente. Lorsque, à l'instant t2, le courant I2 dépasse le seuil de courant, le module 34 commande l'ouverture de l'interrupteur SW]_ (signal SI mis à "0") . Le courant I]_ s'annule et le courant I2 augmente jusqu'à IQS- La phase P2 correspond à une phase d'émission de lumière par les diodes électroluminescentes globales D]_ et D2.
De façon générale, lors d'une phase ascendante de la tension d'alimentation Vpj^ M, pour i variant de 1 à N-l, alors que les interrupteurs SW]_ à SW-j__]_ sont ouverts et les interrupteurs SW-j_ à Sl%_]_ sont fermés, le module 34 commande l'ouverture de l'interrupteur SW-j_ lorsque le courant li+i circulant dans la branche contenant l'interrupteur SW-j_+]_ dépasse le seuil de courant. La phase P +i correspond à l'émission de lumière par les diodes électroluminescentes globales D]_ à D-j_+]_.
Ainsi, à l'instant t3, le module 34 commande l'ouverture de l'interrupteur SW2 par la mise à "0" du signal S2 et à l'instant t/[, le module 34 commande l'ouverture de l'interrupteur SW3 par la mise à "0" du signal S3.
La tension d'alimentation ^LIM atteint sa valeur maximale au cours de la phase P4 et amorce une phase descendante.
A l'instant t5, au cours de la diminution de la tension V"ALIM' la tension Vçg diminue au-dessous du seuil de tension, le module 34 commande alors la fermeture de l'interrupteur SW3 par la mise à "1" du signal S3. Le courant Içg circule alors en totalité dans la branche contenant l'interrupteur SW3. Le courant I4 s'annule donc et le courant I3 passe à les-
De façon générale, lors d'une phase descendante de la tension d'alimentation Vpj^ M, pour i variant de 1 à N-l, alors que les interrupteurs SW]_ à SW-j__]_ sont ouverts et que les interrupteurs SW-j_ à Sl%_]_ sont fermés, lorsque la tension VQQ diminue en dessous du seuil de tension, le module 34 commande la fermeture de l'interrupteur SW-j__]_.
Ainsi, à l'instant tg, le module 34 commande la fermeture de l'interrupteur SW2 par la mise à "1" du signal S2 et, à l'instant ίη , le module 34 commande la fermeture de l'interrupteur SW]_ par la mise à "1" du signal S]_.
A l'instant t8, la tension aux bornes de la diode électroluminescente globale D]_ chute en dessous de la tension Vled. La diode électroluminescente globale D]_ n'est alors plus passante et le courant I]_ chute à zéro.
A l'instant tg, la tension V^J s'annule, ce qui finit le cycle.
Dans les modes de réalisation décrits précédemment, dans une phase croissante, lorsque la diode électroluminescente D-j_+]_ devient passante alors que la diode électroluminescente D-j_ est déjà passante et que l'interrupteur SW-j_ est encore fermé, le courant se répartit dans la branche comprenant la diode électroluminescente D-j_+]_ et la branche comprenant la diode électroluminescente D-j_ . On peut alors observer une légère augmentation temporaire de la tension Vçg, non représentée sur les figures. Lorsque l'interrupteur SW-j_ est ouvert, la totalité du courant Içg passe par la branche comprenant la diode électroluminescente D-j_+]_ . On peut alors observer une légère diminution temporaire de la tension Vçg . Toutefois, il ne faut pas que cette diminution soit détectée par le comparateur 38 et entraîne la fermeture de 1 ' interrupteur SW-j_ par le module de commande 34. Selon un mode de réalisation, le circuit optoélectronique est dimensionné, notamment par un choix adapté du seuil de détection du module de comparaison 38 et des propriétés des interrupteurs Sj_ et des ensembles de diodes électroluminescentes D-j_, pour que la diminution temporaire de la tension Vçg soit suffisamment faible pour ne pas être détectée par le module de comparaison 38. Selon un autre mode de réalisation, le module de commande 34 est adapté à ne pas tenir compte d'une détection d'une diminution de la tension Vçg par le module de comparaison 38 lors d'une phase croissante de la tension d'alimentation ^LIM. Cela peut être réalisé par une désactivation temporaire du module de comparaison 38 pendant chaque phase croissante ou pendant une durée déterminée après chaque ouverture d'un interrupteur SW-j_.
Selon un mode de réalisation, la source de courant 30 est une source de courant commandée par le module de commande 34 et adaptée à fournir un courant Içg qui reste ininterrompu tant que la tension d'alimentation V^LIM est supérieure à la tension de seuil de la diode électroluminescente globale D]_ . Selon un mode de réalisation, la source de courant 30 est adaptée à fournir un courant variable à des niveaux différents en fonction du nombre de diodes électroluminescentes globales qui sont passantes.
La figure 11 représente un mode de réalisation de la source de courant 30 dans lequel la source de courant 30 comprend M sources de courant élémentaires commandables CS]_ à CSj[ où M est un nombre entier pouvant varier de 1 à N. De préférence, M est égal à N. Dans le présent mode de réalisation, les sources de courant élémentaires CSj , j variant de 1 à M, sont montées en parallèle entre le noeud A3 et le noeud A2. Chaque source de courant élémentaire CSj est activée ou désactivée par le module de commande 34 par un signal de commande Cj . A titre d'exemple, le signal Cj est un signal binaire et la source de courant élémentaire CSj est éteinte lorsque le signal Cj est dans un premier état, par exemple l'état bas, et la source de courant CSj est activée lorsque le signal Cj est dans un deuxième état, par exemple l'état haut. A titre de variante, le signal C]_ peut ne pas être présent et la source de courant CS]_ peut être activée automatiquement, c'est-à-dire qu'elle fournit un courant dès qu'elle est alimentée par une tension suffisante.
Plus le nombre de sources de courant CSj qui sont activées est important, plus l'intensité du courant Içg est élevée. Selon un mode de réalisation, le nombre de sources de courant élémentaires CSj qui sont activées dépend du nombre de diodes électroluminescentes globales D-j_ qui sont passantes. Selon un mode de réalisation, la source de courant 30 est adaptée à fournir un courant I g ayant une intensité à un niveau parmi plusieurs niveaux constants et dont le niveau dépend du nombre de diodes électroluminescentes globales qui sont passantes. Les courants fournis par les sources de courant élémentaires CSj de la source de courant 30 peuvent être identiques ou différents. Selon un mode de réalisation, chaque source de courant élémentaire CSj est adaptée à fournir un courant d'intensité I*2 ~1. La source de courant 30 est alors adaptée à fournir un courant Içg dont l'intensité peut, en fonction des signaux de commande Cj , prendre n'importe quelle valeur k*I, k variant de 0 à 2^-1.
La séquence d' activâtion des sources de courant CSj au cours de l'évolution de la tension V^LIM dépend notamment des propriétés de fonctionnement du circuit optoélectronique que l'on souhaite privilégier. La figure 12A illustre un mode de réalisation de séquence d'activation des sources de courant qui permet d'augmenter le facteur de puissance du circuit optoélectronique par rapport au cas où le courant serait constant. La figure 12A représente des courbes d'évolution des signaux S]_, S2 et S3, des courbes d'évolution des signaux C]_, C2, C3 et C4, et du courant IQ5 lorsque le circuit optoélectronique 20 comprend quatre diodes électroluminescentes globales et quatre sources de courant élémentaires CSj en parallèle, au cours d'un cycle de la tension VALIM dans le cas où la tension VJN est une tension sinusoïdale. La commande des signaux S]_, S2 et S3 est identique à ce qui a été décrit précédemment en relation avec la figure 10 et ±2, I3 et I4 sont des valeurs d'intensité croissantes du courant les-
Selon un mode de réalisation, au début d'une phase ascendante de la tension V^LIM, les signaux Sj_, i variant de 1 à N-l, sont initialement à "1" de sorte que les interrupteurs SW-j_ sont passants. Le signal C]_ est à "1" de sorte que la source de courant CS]_ est activée. A l'instant t]_, la diode électroluminescente globale D]_ devient passante et est traversée par le courant Içg dont l'intensité est égale à I]_. Les interrupteurs SW]_, SW2 et SW3 sont ouverts successivement aux instants t]_, t2 et t3 au fur et à mesure de l'élévation de la tension V^J pour que les diodes électroluminescentes globales D2, D3 et D4 soient successivement alimentées en courant. Parallèlement, les sources de courant CS2, CS3 et CS4 sont activées successivement aux instants t2, t3 et t4 au fur et à mesure de l'élévation de la tension V^JM pour que l'intensité du courant d'alimentation Içg soit successivement égale à ±2, I3 et I4. Lors d'une phase descendante de la tension V^LJ^, les interrupteurs SW3, SW2 et SW]_ sont fermés successivement aux instants t5, tg et pour court-circuiter successivement les diodes électroluminescentes globales D4, D3 et D2. Parallèlement, lors d'une phase descendante de la tension V^LJ^, les sources de courant CS4, CS3 et CS2 sont désactivées successivement aux instants t5, tg et pour que l'intensité du courant d'alimentation Içg soit successivement égale à I3, I2 et I]_. A l'instant tg, lorsque la tension d'alimentation devient inférieure à la tension de seuil de la diode électroluminescente globale D]_, le courant Içg s'annule.
Dans ce mode de réalisation, les sources de courant sont activées pour que le courant d'alimentation Içg suive le mieux possible la forme générale d'une sinusoïde, c'est-à-dire l'allure de la tension V^LIM en phase avec celle-ci. De façon avantageuse, le facteur de puissance du circuit optoélectronique est alors augmenté .
La figure 12B est analogue à la figure 12A et illustre un mode de réalisation de séquence d'activation des sources de courant qui permet de réduire le scintillement perçu par un observateur. Les courbes de la figure 12B ont été obtenues avec le circuit optoélectronique utilisé pour l'obtention des courbes de la figure 12A à la différence que la séquence d'activation des sources de courant est modifiée. En effet, les signaux C]_ et C2 sont initialement à "1" et les signaux C3 et C4 sont initialement à "0" de sorte que les sources de courant CS]_ et CS2 sont activées et que, à l'instant t]_, l'intensité du courant Içg traversant la diode électroluminescente globale D]_ est égale à A l'instant t2, le signal C3 est mis à "1" de sorte que l'intensité du courant IQ5 traversant les diodes électroluminescentes globales D]_ et D2 est égale à I3. A l'instant t3, le signal C3 est mis à "0" de sorte que l'intensité du courant Içg traversant les diodes électroluminescentes globales D]_, D2 et D3 est égale à I2. A l'instant t/[, le signal C2 est mis à "0" de sorte que l'intensité du courant Içg traversant les diodes électroluminescentes globales D]_, D2, D3 et D4 est égale à I]_. Une séquence d'activation symétrique est réalisée aux instants t5, tg, et tg . L'intensité du courant est commandée pour que la puissance lumineuse d'émission du circuit optoélectronique soit proche de la puissance lumineuse moyenne émise sur une alternance de la tension ^J - Les variations de la puissance lumineuse perçue par l'observateur sont alors réduites. Selon un mode de réalisation, les valeurs des signaux de commande Cj peuvent être stockées dans une mémoire du module de commande 34 pour chaque configuration de commutation des interrupteurs .
Selon un autre mode de réalisation, la commande de la source de courant 30 par le module de commande 34 peut être modifiée au cours du fonctionnement du circuit optoélectronique, par exemple selon qu'il est souhaitable d'augmenter le facteur de puissance du circuit optoélectronique ou de réduire le scintillement perçu par un observateur. Dans le cas où la source de courant 30 comprend des sources de courant élémentaires CSj, ceci signifie que la séquence d'activation des sources de courant élémentaires CSj peut être modifiée au cours du fonctionnement du circuit optoélectronique. A titre d'exemple, le circuit optoélectronique peut être réalisé sous la forme d'un circuit intégré comprenant une broche dédiée sur laquelle est appliqué un signal de commande du module de commande 34 représentatif de la commande souhaitée de la source de courant 30. Selon un autre exemple, le module de commande 34 comprend une mémoire programmable par un utilisateur et dans laquelle sont stockées des données utilisées par le module de commande 34 pour la commande souhaitée de la source de courant 30 par le module de commande 34.
La figure 13 représente un schéma électrique d'un autre mode de réalisation de la source de courant 30. Dans le présent mode de réalisation, la source de courant 30 comprend les transistors 42 et 44 formant le miroir de courant décrit précédemment en relation avec la figure 6. La source de courant 30 comprend, en outre, les sources de courants CS]_ à CSj[ qui sont montées en parallèle entre une source du potentiel de référence
VREF et le drain du transistor 42.
La figure 14 représente un schéma électrique d'un autre mode de réalisation de la source de courant 30 dans lequel la source de courant 30 comprend les mêmes éléments que le mode de réalisation représenté en figure 13 et dans lequel chaque source de courant CSj , j variant de 1 à M, comprend une résistance 60j montée en série avec un transistor MOS 62j, par exemple à canal P, entre la source du potentiel de référence VREF et le drain du transistor 42. La grille de chaque transistor 62j reçoit le signal de commande Cj . De préférence, chaque transistor 62j est situé du côté du transistor 42 tandis que chaque résistance 60 est située du côté de la source du potentiel de référence VREF.
La figure 15 représente un schéma électrique d'un autre mode de réalisation de la source de courant 30 dans lequel la source de courant 30 comprend les mêmes éléments que le mode de réalisation représenté en figure 11 et dans lequel chaque source de courant CSj, j variant de 1 à M, comprend une résistance 64j montée en série avec un transistor MOS 66j, par exemple à canal N, entre le noeud A3 et le noeud A2. La grille de chaque transistor 66j reçoit le signal de commande Cj . Chaque transistor 66j est, de préférence, situé du côté du noeud A3 tandis que chaque résistance 64 est, de préférence, située du côté du noeud A2.
La figure 16 représente un schéma électrique d'un autre mode de réalisation de la source de courant 30 dans lequel la source de courant 30 comprend un transistor MOS 68, par exemple à canal N, dont le drain est relié au noeud A3 et dont la source est reliée à une borne d'une résistance 70, l'autre borne de la résistance 70 étant reliée au noeud A2. La source de courant 30 comprend un amplificateur opérationnel 72 dont l'entrée non inverseuse (+) est reliée à une borne d'une source de tension 74 commandable par le module de commande 34 et dont l'entrée inverseuse (-) est reliée au point milieu entre le transistor 68 et la résistance 70. L'autre borne de la source de tension 74 est reliée au noeud A2. La sortie de l'amplificateur opérationnel 72 est reliée à la grille du transistor 68.
La figure 17 représente un schéma électrique d'un autre mode de réalisation de la source de courant 30 dans lequel la source de courant 30 comprend une source de courant 76 dont une borne est reliée à la source du potentiel de référence VREF. L'autre borne de la source de courant 76 est reliée au drain d'un transistor 78 MOS, par exemple à canal N, monté en diode. La source du transistor MOS 78 est reliée au noeud A2. La grille du transistor MOS 78 est reliée au drain du transistor MOS 78. La source de courant 30 comprend, en outre, M transistors MOS 80j, j variant de 1 à M, par exemple à canal N. La source de chaque transistor 80j est reliée au noeud A2. Le drain de chaque transistor 80j est relié au noeud A3 . La grille de chaque transistor 80j est reliée à la grille du transistor 78 par l'intermédiaire d'un interrupteur 82j . Chaque interrupteur 82j est commandé par le signal de commande Cj fourni par le module de commande 34. A titre de variante, l'interrupteur 82]_ peut ne pas être présent. Chaque transistor 80j forme avec le transistor 78 un miroir de courant. L'intensité du courant Içg dépend du nombre d'interrupteurs 82j qui sont fermés. Selon un mode de réalisation, chaque transistor 80j est identique au transistor 78. Lorsque l'interrupteur 82j est fermé, le transistor 80j est traversé par un courant ayant la même intensité que le courant fourni par la source de courant 76 et est équivalent à la source de courant élémentaire CSj . Selon un autre mode de réalisation, les dimensions des transistors 80j peuvent être différentes de celles du transistor 78 et peuvent être différentes entre les transistors 80j de sorte que l'intensité du courant traversant chaque transistor 80j, lorsque l'interrupteur 82j associé est fermé, est différente de 1 ' intensité du courant fournie par la source de courant 76. A titre d'exemple, l'intensité du courant traversant chaque transistor 80j, lorsque l'interrupteur 82 associé est fermé, est égale au produit d'une puissance de deux différente et d'une intensité de référence.
Les figures 18 et 19 représentent des courbes d'évolution, obtenues par simulation au cours d'un cycle de la tension V^J dans le cas où la tension VJN est une tension sinusoïdale, de la tension d'alimentation Vpj^ M, du courant Içg et d'une tension égale à la somme des tensions aux bornes des diodes électroluminescentes globales qui sont passantes, lorsque le circuit optoélectronique 20 comprend huit diodes électroluminescentes globales et huit sources de courant élémentaires CSj en parallèle. Chaque source de courant élémentaire CSj est adaptée à fournir un courant constant de même intensité .
En appelant P]_um la puissance lumineuse instantanée fournie par le circuit optoélectronique et P]_umMOY ^a moyenne de la puissance lumineuse sur un cycle de la tension Vpj^ M, l'indice de scintillement FI (en anglais flicker index) est défini par la relation (1) suivante :
=^ΙΞ (!) fCyclePlumdt
La figure 18 a été obtenue avec une séquence d'activation des sources de courant élémentaires de la source de courant 30 analogue à ce qui a été décrit précédemment en relation avec la figure 12A. La puissance active moyenne consommée par le circuit optoélectronique est de 10,55 W, le facteur de puissance est de 0,99 et l'indice de scintillement FI est sensiblement égal à 33. Le facteur de puissante est sensiblement égale à 1. De façon avantageuse, le circuit optoélectronique satisfait, en outre, les contraintes concernant les courants harmoniques prévues pour les équipements d'éclairage de classe D et de classe C par la norme NF EN 61000-3-2, version de novembre 2014, sur la compatibilité électromagnétique .
La figure 19 a été obtenue pour une séquence d'activation des sources de courant élémentaires de la source de courant 30 analogue à ce qui a été décrit précédemment en relation avec la figure 12B. La puissance active moyenne consommée par le circuit optoélectronique est de 10,58 W, le facteur de puissance est de 0,89 et l'indice de scintillement FI est sensiblement égal à 22. L'indice de scintillement est réduit par rapport au cas illustré sur la figure 18. Le circuit optoélectronique satisfait, en outre, les contraintes concernant les courants harmoniques prévues pour les équipements d'éclairage de classe D, c'est-à- dire recevant une puissance active inférieure à 25 W, par la norme NF EN 61000-3-2, version de novembre 2014, sur la compatibilité électromagnétique .
Selon un mode de réalisation, le circuit optoélectronique est adapté à recevoir un signal de modulation externe au circuit optoélectronique et la source de courant 30 peut modifier les valeurs d'intensité du courant Içg en fonction du signal de modulation. A titre d'exemple, le circuit optoélectronique peut comprendre une borne dédiée à la réception du signal de modulation. Le signal de modulation peut être reçu par le module de commande 34 qui commande, en conséquence, la source de courant 30. Le signal de modulation peut correspondre à une tension. La source de courant 30 est adaptée à moduler chaque valeur d'intensité entre 0 % et 100 % en fonction du signal de modulation. Selon un mode de réalisation, le signal de modulation peut être fourni par un variateur, notamment un variateur pouvant être actionné par un utilisateur. La modulation des valeurs d'intensité peut être statique, dynamique et numérique, ou dynamique et analogique. Selon un autre mode de réalisation, le signal de modulation peut être fourni par un capteur de luminosité et le module de commande 34 peut commander la source de courant 30 pour moduler les valeurs d'intensité de courant, par exemple pour tenir compte des variations de la luminosité ambiante et/ou des variations de la lumière émise par les diodes électroluminescentes globales en fonction de la température. De préférence, la modulation due au signal de modulation est prioritaire et le taux de modulation est le même pour chaque valeur d'intensité du courant Içg fourni par la source de courant 30.
Divers modes de réalisation avec diverses variantes ont été décrits ci-dessus. On note que l'homme de l'art peut combiner divers éléments de ces divers modes de réalisation et variantes sans faire preuve d'activité inventive. En particulier, chaque mode de réalisation de la source de courant 30 décrit précédemment en relation avec les figures 13 à 17 peut être utilisé pour la mise en oeuvre des modes de réalisation des procédés de commande de la source de courant décrits précédemment en relation avec les figures 12A et 12B.

Claims

REVENDICATIONS
1. Circuit optoélectronique (20) destiné à recevoir une tension variable (VR IM) contenant une alternance de phases croissantes et décroissantes, le circuit optoélectronique comprenant :
une pluralité d'ensembles (Dj_) de diodes électroluminescentes, lesdits ensembles étant montés en série ;
une source de courant (30) reliée à chaque ensemble (D-j_) , parmi au moins certains ensembles de la pluralité d'ensembles, par un interrupteur (SW-j_) ;
pour chaque interrupteur, un premier module de comparaison (36j_) adapté à comparer le courant (Ij_) traversant l'interrupteur à un seuil de courant ;
un deuxième module de comparaison (38) d'une tension représentative de la tension (Vçg) aux bornes de la source de courant à un seuil de tension ; et
un module de commande (34) relié aux premiers et au deuxième modules de comparaison et adapté, lors de chaque phase croissante et de de chaque phase décroissante, à commander les ouvertures et fermetures des interrupteurs en fonction de signaux fournis par les premiers et deuxièmes modules de comparaison.
2. Circuit optoélectronique selon la revendication 1, dans lequel le module de commande (34) est adapté, lors de chaque phase croissante, pour chaque interrupteur, à commander l'ouverture dudit interrupteur lorsque le courant, circulant dans l'interrupteur adjacent et fermé, passe au-dessus du seuil de courant, et, lors de chaque phase décroissante, pour chaque interrupteur ouvert adjacent à un interrupteur fermé, à commander la fermeture dudit interrupteur lorsque ladite tension passe au- dessous du seuil de tension.
3. Circuit optoélectronique selon la revendication 1 ou
2, dans lequel la source de courant (30) est adaptée à fournir un courant (IQS) dont l'intensité dépend d'au moins un signal de commande (C^ ) .
4. Circuit optoélectronique selon la revendication 3, dans lequel la source de courant (30) est adaptée à fournir un courant dont l'intensité varie parmi plusieurs valeurs d'intensité distinctes en fonction du nombre d'ensembles traversés par ledit courant au cours d'au moins une phase croissante ou décroissante.
5. Circuit optoélectronique selon la revendication 4, dans lequel le circuit optoélectronique est adapté à recevoir un signal de modulation externe au circuit optoélectronique et dans lequel la source de courant (30) est adaptée à modifier lesdites valeurs d'intensité en fonction dudit signal de modulation.
6. Circuit optoélectronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la source de courant (30) comprend des sources de courant élémentaires (CSj) montées en parallèle et adaptées à être activées et désactivées indépendamment 1 ' une de 1 ' autre .
7. Circuit optoélectronique selon la revendication 6, dans lequel les sources de courant élémentaires (CSj) sont adaptées à fournir des courants ayant la même intensité ou ayant des intensités différentes.
8. Circuit optoélectronique selon la revendication 6 ou
7, dans lequel le module de commande (34) est adapté à activer au moins l'une des sources de courant élémentaires au cours d'au moins une phase croissante et est adapté à désactiver au moins l'une des sources de courant élémentaires au cours d'au moins une phase décroissante.
9. Circuit optoélectronique selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, dans lequel l'une des sources de courant élémentaires (CSj) est adaptée à fournir un courant ayant une intensité donnée et les autres sources de courant élémentaires sont adaptées à fournir chacune un courant ayant une intensité égale au produit d'une puissance de deux et de ladite intensité donnée .
10. Circuit optoélectronique selon l'une des revendications 6 à 9, dans lequel le module de commande (34) est adapté à commander les interrupteurs (SW-j_) pour connecter les ensembles (Dj_) de diodes électroluminescentes selon plusieurs configurations de connexion successivement selon un premier ordre au cours de chaque phase croissante de la tension variable (V^LJ^) et un deuxième ordre au cours de chaque phase décroissante de la tension variable et est adapté à activer les sources de courant élémentaires (CSj) selon un troisième ordre au cours de chaque phase croissante de la tension variable et à désactiver les sources de courant élémentaires selon un quatrième ordre au cours de chaque phase croissante de la tension variable.
11. Circuit optoélectronique selon l'une quelconque des revendications 4 à 10, comprenant une mémoire dans laquelle sont stockées plusieurs valeurs du signal de commande de la source de courant (30) correspondant chacune à la fourniture par la source de courant (30) dudit courant dont l'intensité varie parmi lesdites plusieurs valeurs d'intensité.
12. Circuit optoélectronique selon l'une quelconque des revendications 4 à 11, comprenant des moyens pour modifier le profil d'évolution de l'intensité dudit courant en fonction du nombre d'ensembles traversés par ledit courant au cours d'au moins une phase croissante ou décroissante.
13. Procédé de commande d'une pluralité d'ensembles (D-j_) de diodes électroluminescentes, lesdits ensembles étant montés en série et alimentés par une tension variable (VALIM) ' contenant une alternance de phases croissantes et décroissantes, chaque ensemble (D-j_) parmi au moins certains ensembles de la pluralité d'ensembles, étant relié à une source de courant (30) par un interrupteur (SW-j_) , le procédé comprenant les étapes suivantes :
pour chaque interrupteur, réaliser une première comparaison du courant (Ij_) traversant l'interrupteur à un seuil de courant ;
réaliser une deuxième comparaison d'une tension représentative de la tension (Vçg) aux bornes de la source de courant à un seuil de tension ; et lors de chaque phase croissante et de de chaque phase décroissante, commander les ouvertures et fermetures des interrupteurs en fonction des premières et deuxièmes comparaisons.
14. Procédé selon la revendication 13, comprenant, en outre, l'étape suivante :
lors de chaque phase croissante, pour chaque interrupteur, ouvrir ledit interrupteur lorsque le courant, circulant dans l'interrupteur adjacent et fermé, passe au-dessus du seuil de courant, et, lors de chaque phase décroissante, pour chaque interrupteur ouvert adjacent à un interrupteur fermé, fermer ledit interrupteur lorsque ladite tension passe au-dessous du seuil de tension.
15. Procédé selon la revendication 13 ou 14, dans lequel la source de courant (30) comprend au moins deux sources de courant élémentaires (CSj) montées en parallèle et dans lequel au moins l'une des sources de courant élémentaires est activée au cours d'au moins une phase croissante et au moins l'une des sources de courant élémentaires est désactivée au cours d'au moins une phase décroissante .
16. Procédé selon la revendication 15, dans lequel la source de courant (30) comprend au moins trois sources de courant élémentaires (CSj) montées en parallèle, dans lequel, pour au moins des phases croissante et décroissante successives, le nombre de sources de courant élémentaires activées augmente du début à la fin de la phase croissante et le nombre de sources de courant élémentaires activées diminue du début à la fin de la phase décroissante ou dans lequel le nombre de sources de courant élémentaires activées augmente puis diminue du début à la fin de la phase croissante et le nombre de sources de courant élémentaires activées augmente puis diminue du début à la fin de la phase décroissante.
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