ES1111956U - Dispositivo controlador de led para suministrar corriente de mantenimiento por triac usando una fuente de corriente controlable. - Google Patents
Dispositivo controlador de led para suministrar corriente de mantenimiento por triac usando una fuente de corriente controlable.Info
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Abstract
1. Dispositivo controlador de LED para suministrar una corriente de mantenimiento por TRIAC usando una fuente de corriente controlable, que es una arquitectura de circuito monofásico de corrección del factor de potencia y constituida por un módulo de regulación (20), un módulo de rectificación (21), un módulo de conversión (22) y un módulo de control (23), para controlar una pluralidad de fuentes de luz LED (3), teniendo el módulo de regulación (20) un elemento TRIAC (200), y estando el módulo de rectificación (21) acoplado eléctricamente al módulo de regulación (20) y al módulo de conversión (22), y estando el módulo de conversión (22) acoplado eléctricamente al módulo de control (23) y las fuentes de luz LED (3), caracterizado porque el módulo de conversión (22) usa una fuente de corriente controlable (220), el módulo de control (22) incluye una unidad de detección de pico (2300), una unidad de sincronización de corte (2301) y una unidad de conmutador (231), y la unidad de detección de pico (230) se acopla eléctricamente a la fuente de corriente controlable (220). 2. Dispositivo controlador de LED para suministrar una corriente de mantenimiento por TRIAC usando una fuente de corriente controlable, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el módulo de control (23) incluye una unidad de compensación de alta/baja tensión (233) acoplada eléctricamente al módulo de rectificación (21), la fuente de corriente controlable (220) y la unidad de conmutador (231). 3. Dispositivo controlador de LED para suministrar una corriente de mantenimiento por TRIAC usando una fuente de corriente controlable, de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque el módulo de conversión (22) incluye un elemento de prevención de contracorriente (221) y un elemento de filtro de onda (222), y el elemento de prevención de contracorriente (221) tiene un terminal acoplado a un terminal de salida de la fuente de corriente controlable (220) y otro terminal acoplado al elemento de filtro de onda (222) y las fuentes de luz LED (3). 4. Dispositivo controlador de LED para suministrar una corriente de mantenimiento por TRIAC usando una fuente de corriente controlable, de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque el elemento de prevención de contracorriente (221) es un diodo y el elemento de filtro de onda (222) es un condensador. 5. Dispositivo controlador de LED para suministrar una corriente de mantenimiento por TRIAC usando una fuente de corriente controlable, de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque en el que la fuente de corriente controlable (220) e un inductor.
Description
DISPOSITIVO CONTROLADOR DE LED PARA SUMINISTRAR CORRIENTE DE
MANTENIMIENTO POR TRIAC USANDO UNA FUENTE DE CORRIENTE CONTROLABLE
La presente invención se refiere a un dispositivo
controlador de LED, de los configurados en el campo técnico de un
dispositivo de conversión de potencia para equipos de iluminación
por diodo emisor de luz (LED), y más particularmente a un circuito
controlador de LED para suministrar una corriente de mantenimiento
por triodo para corriente alterna (TRIAC) usando una fuente de
corriente controlable, para garantizar que un componente TRIAC
obtiene una corriente mayor que la corriente requerida para la
operación del componente TRIAC cuando el componente TRIAC se
conduce independientemente de la luminosidad de la emisión de luz
de una fuente de luz LED, para mejorar la estabilidad operativa y
la precisión de regulación.
En general, la mayor parte de los dispositivos de
control para lámparas LED emplean un conmutador tal como un TRIAC
rectificador controlado de silicio (SCR) para controlar diferentes
fases con el fin de cambiar la fase de tensión de una corriente de
entrada, y la tensión de conducción transmitida por el dispositivo
de control se cambia mediante el procedimiento de conmutar el
ángulo de conducción de la fase de tensión para ajustar la
corriente de alimentación que pasa hasta las fuentes de luz LED y
conseguir el efecto de regulación. Aunque los dispositivos de
regulación de esta clase tienen las ventajas de ser sencillos de
controlar y fáciles de instalar, todavía la forma de onda de la
tensión de la potencia de entrada se sitúa en un estado de
distorsión para causar los problemas de un bajo PF y un aumento de
la tensión armónica. A partir de la curva característica
corriente/tensión (I/V) del LED, el LED es un componente no
lineal; en otras palabras, la tensión y la corriente no son
directamente proporcionales entre sí. Por lo tanto, el efecto de
regulación del procedimiento de regulación que se ha mencionado
anteriormente es inexacto lo que da como resultado un consumo de
potencia innecesario debido a la incoherente tensión de conducción
y la corriente de alimentación. Bajo la influencia de las
características del elemento TRIAC, si la tensión operativa que
pasa al dispositivo de control es demasiado baja y la corriente
que pasa a través de la corriente del TRIAC es insuficiente, el
TRIAC repetirá la conmutación del estado operativo, y la corriente
de alimentación no será continua parpadeando el LED y reduciendo
adicionalmente la calidad de la iluminación.
Con referencia a la figura 1 para el diagrama del
dispositivo y el diagrama de la forma de onda de un dispositivo
controlador de LED convencional con una corriente de
mantenimiento, el dispositivo controlador comprende un regulador
que es un elemento TRIAC, un rectificador en puente, un conmutador
de mantenimiento, una resistencia de mantenimiento (RH) y un
condensador de filtro, y el rectificador en puente se acopla a una
fuente de alimentación externa a través del regulador para
rectificar y formar una tensión de entrada (Vin) y una corriente
de entrada (Iin). Después de que el condensador de filtro recibe
la corriente de entrada y convierte y forma una corriente de
alimentación (IL), la corriente de alimentación se suministra al
LED. Además, el conmutador de mantenimiento es un transistor de
efecto de campo metal-óxido semiconductor de tipo N (N-MOSFET, N-
Type Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor) que tiene
un drenaje acoplado al rectificador en puente para recibir una
corriente de entrada, una fuente acoplada a la resistencia de
mantenimiento, y una puerta que tiene una tensión de entrada (VH),
de manera que la resistencia de mantenimiento reciba la tensión de
entrada a través del conmutador de mantenimiento para transmitir
una corriente de mantenimiento (Ihold), donde Ihold = (VH-VGS_N-
MOSFET)/RH, y el regulador 10 se mantiene en un estado operativo
estable para mejorar la precisión de regulación. Sin embargo, el
conmutador de mantenimiento y la resistencia de mantenimiento
provocan indudablemente una pérdida de potencia y afectan a la
eficiencia operativa global del dispositivo, dando como resultado
de este modo un bajo índice de utilización de potencia y no
cumpliendo con los requisitos de usuario de los presentes aparatos
eléctricos.
En vista de los problemas de la técnica anterior
que se han mencionado anteriormente, la presente invención
pretende mejorar la arquitectura de circuito de los dispositivos
controladores convencionales, de manera que la corriente de
alimentación se mantenga a una corriente constante reduciendo al
mismo tiempo el consumo de energía de forma eficaz. Para hacer
frente a las propiedades físicas del LED, la sencilla arquitectura
del circuito se emplea para conseguir los efectos de compensación
de la tensión de entrada, mejorando la calidad operativa global
del circuito, y mejorando la potencia de emisión de luz del LED.
La invención a la que se refiere la presente
memoria es proporcionar un dispositivo controlador de LED para
suministrar una corriente de mantenimiento por TRIAC usando una
fuente de corriente controlable, en el que un circuito interno de
un CI detecta el valor de la corriente de una corriente operativa
total del dispositivo para ajustar de forma oportuna la corriente
total transmitida desde la fuente de corriente controlable, para
garantizar la estabilidad operativa de un elemento TRIAC
reduciendo al mismo tiempo el consumo de energía y mejorando la
eficiencia global del circuito.
Para conseguir los objetivos que se han mencionado
anteriormente y otros, la presente invención proporciona un
dispositivo controlador de LED para suministrar una corriente de
mantenimiento por TRIAC usando una fuente de corriente controlable
que tiene una arquitectura de circuito monofásico de corrección
del factor de potencia y comprende un módulo de regulación, un
módulo de rectificación, un módulo de conversión y un módulo de
control, para controlar una pluralidad de fuentes de luz LED para
emitir luz garantizando al mismo tiempo que la estabilidad
operativa del módulo de regulación y mejorando la potencia total
del circuito, y el módulo de regulación tiene un elemento TRIAC, y
el módulo de rectificación se acopla eléctricamente al módulo de
regulación y el módulo de conversión, y el módulo de conversión se
acopla eléctricamente al módulo de control y las fuentes de luz
LED, caracterizado porque el módulo de conversión usa una fuente
de corriente controlable para recibir una tensión de entrada
transmitida por el módulo de rectificación para formar una
corriente operativa estable; el módulo de control incluye una
unidad de detección de pico, una unidad de sincronización de corte
y una unidad de conmutador, y la unidad de detección de pico se
acopla eléctricamente a la fuente de corriente controlable, para
detectar el valor pico de la tensión de entrada para analizar y
formar una señal de detección; la unidad de sincronización de
corte se acopla eléctricamente a la unidad de detección de pico y
la unidad de conmutador, para detectar un tiempo de corte de la
unidad de conmutador, y cuando el tiempo de corte alcanza una
tolerancia máxima, se transmite una señal de control, y la unidad
de conmutador entra en un estado de corte de acuerdo con la señal
de detección recibida y entra en un estado conductor de acuerdo
con la señal de conmutación, con el fin de garantizar que la
fuente de corriente controlable suministra la corriente operativa
constante a las fuentes de luz LED, manteniendo al mismo tiempo la
corriente operativa siempre mayor que la corriente de
mantenimiento requerida por una operación del elemento TRIAC
cuando el elemento TRIAC se transmite.
Puesto que una tensión de entrada no aumenta con un
corriente que pasa a través de diferentes fuentes de luz LED de
diferentes propiedades físicas puede producirse un error de
regulación. Teniendo en cuenta esta cuestión, el módulo de control
incluye adicionalmente una unidad de compensación de alta/baja
tensión acoplada eléctricamente al módulo de rectificación, la
fuente de corriente controlable y la unidad de conmutador para
detectar la tensión de entrada con el fin de suministrar una
corriente de compensación al módulo de control, para impedir que
una corriente de alimentación suministrada finalmente por la
fuente de corriente controlable a las fuentes de luz LED se cambie
por la tensión de entrada en un valor de corriente no constante y
conseguir los efectos de mejorar la calidad operativa global del
circuito y la potencia de emisión de luz del LED.
A este respecto, el módulo de control incluye una
unidad de compensación de alta/baja tensión acoplada
eléctricamente al módulo de rectificación, la fuente de corriente
controlable y la unidad de conmutador para detectar la tensión de
entrada con el fin de suministrar una corriente de compensación al
módulo de control, para impedir que una corriente de alimentación
suministrada finalmente desde la fuente de corriente controlable a
las fuentes de luz LED se cambie a un valor de corriente no
constante por la tensión de entrada.
El módulo de conversión incluye un elemento de
prevención de contracorriente y un elemento de filtro de onda, y
el elemento de prevención de contracorriente tiene un terminal
acoplado a un terminal de salida de la fuente de corriente
controlable y el otro terminal acoplado al elemento de filtro de
onda y las fuentes de luz LED para impedir que el elemento de
filtro de onda y las fuentes de luz LED afecten a la estabilidad
operativa del elemento TRIAC por una variación de la fuente de
tensión producida por un cambio de carga; después de que el
elemento de filtro de onda se acople a las fuentes de luz LED para
convertir la corriente operativa transmitida desde el elemento de
prevención de contracorriente para formar la corriente de
alimentación con un valor de corriente constante, la corriente de
alimentación se transmite a las fuentes de luz LED para mejorar la
resistencia al ruido del circuito. El elemento de prevención de
contracorriente es un diodo, y el elemento de filtro de onda es un
condensador, y la fuente de corriente controlable es un inductor.
Resumiendo la descripción anterior, la presente
invención tiene una estructura de circuito sencilla, y después de
que la unidad de detección de pico del circuito interno CI detecte
un valor pico de la corriente operativa, y el valor pico alcance
un valor máximo por defecto del CI o alcance la tolerancia máxima
del tiempo de corte de la unidad de conmutador, el estado
operativo de la unidad de conmutador se ajusta oportunamente para
garantizar que la corriente de alimentación suministrada a las
fuentes de luz LED es constante, y el elemento TRIAC tiene una
corriente de mantenimiento suficiente para mejorar la precisión de
regulación.
La figura 1, muestra un diagrama de circuito de un
dispositivo controlador de LED convencional con una corriente de
mantenimiento.
La figura 2, muestra un diagrama de bloques de una
primera realización preferida de la presente invención.
La figura 3, muestra un diagrama de bloques de
una segunda realización preferida de la presente invención.
La figura 4 es un diagrama de circuito de una
tercera realización preferida de la presente invención.
La figura 5 es un diagrama de circuito de una
cuarta realización preferida de la presente invención.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCION
Con referencia a las figuras representadas para
los diagramas de bloques de la primera y segunda realizaciones
preferidas y un diagrama de circuito de la tercera realización
preferida de la presente invención, consiste en un dispositivo
controlador de LED para suministrar una corriente de mantenimiento
por TRIAC usando una fuente de corriente controlable, de los
configurados para el suministro de una corriente de mantenimiento
por triodo para corriente alterna (TRIAC), usando una fuente de
corriente controlable (2) (que es una arquitectura de circuito
monofásico de corrección del factor de potencia y que tiene un
módulo de regulación), que comprende un módulo de regulación (20),
un módulo de rectificación (21), un módulo de conversión (22) y un
módulo de control (23), en el que el módulo de conversión (22) se
acopla eléctricamente a una fuente de alimentación externa (no se
muestra en la figura) a través del módulo de rectificación (21) y
el módulo de regulación (20), y también se acopla eléctricamente
al módulo de control (23) y una pluralidad de fuentes de luz LED
(3) para cortar la alimentación eléctrica de la fuente de
alimentación externa para formar una corriente operativa (IO) con
el fin de controlar las fuentes de luz LED (3) que van a
funcionar, garantizando al mismo tiempo la estabilidad operativa
del módulo de regulación (20) y mejorando la potencia del circuito
global.
El módulo de regulación (20) incluye un elemento
TRIAC (200) y se acopla eléctricamente a la fuente de alimentación
externa a través del elemento TRIAC (200), y la unidad de
rectificación (21) es un circuito de rectificador en puente y
tiene un terminal de entrada acoplado eléctricamente al elemento
TRIAC (200). Después de que el elemento TRIAC (200) ajusta un
ángulo de conducción de fase de la corriente externa con una
tensión AC, el circuito de rectificador en puente rectifica y
forma una tensión de entrada (Vin). El módulo de conversión (22)
consiste en una fuente de corriente controlable (220) que es un
inductor, un elemento de prevención de contracorriente (221) que
es un diodo, y un elemento de filtro de onda (222) que es un
condensador, y la fuente de corriente controlable (220) tiene un
terminal acoplado eléctricamente a un terminal de salida del
circuito de rectificador en puente y el otro terminal acoplado
eléctricamente a un ánodo del elemento de prevención de
contracorriente (221), y un cátodo del elemento de prevención de
contracorriente (221) se acopla eléctricamente al elemento de
filtro de onda (222) y las fuentes de luz LED (3), y el elemento
de filtro de onda (222) recibe las fuentes de luz LED. La fuente
de corriente controlable (220) recibe la tensión de entrada para
almacenar energía con el fin de formar la corriente operativa
estable. Después de que el elemento de prevención de
contracorriente (221) transmite la corriente operativa, el
elemento de filtro de onda (222) convierte la corriente operativa
transmitida desde el elemento de prevención de contracorriente
- (221)
- en una corriente de alimentación con un valor de corriente constante a las fuentes de luz LED (3), para mejorar la resistencia al ruido del circuito. Cabe señalar que el aislamiento proporcionado por el elemento de prevención de contracorriente
- (221)
- impide que el elemento TRIAC (200) se vea afectado por el elemento de filtro de onda (222) y las fuentes de luz LED (3) debido a una variación de la fuente de tensión producida por un cambio de carga, con el fin de garantizar la estabilidad operativa.
El módulo de control (23) consiste en un chip
de control (230) y una unidad de conmutador (231), y el chip de
control (230) tiene al menos 8 pines que incluyen VIN, VDD, RT,
COMP, OUT, OVP, GND y CS; y se instalan una unidad de detección de
pico (2300) y una unidad de sincronización de corte (2301) en el
módulo de control (23). La unidad de sincronización de corte
(2301) se acopla eléctricamente a la unidad de detección de pico
(2300), y la unidad de conmutador (231) tiene un iniciador (2310)
y un conmutador de regulación (2311) que es un N-MOSFET, y el
iniciador (2310) es un circuito interno del chip de control (230)
y se acopla eléctricamente a la unidad de detección de pico
(2300), la unidad de sincronización de corte (2301) y una puerta
del N-MOSFET, y el conmutador de regulación (2311) es un
transistor acoplado externamente al chip de control (230) a un
circuito integrado del chip de control (230), y un drenaje del
conmutador de regulación (2311) se acopla eléctricamente a un
terminal de salida de la fuente de corriente controlable (220). El
pin VIN del chip de control se acopla eléctricamente a un terminal
de entrada de la fuente de corriente controlable (220) para cortar
la tensión de entrada y convierte y forma una potencia operativa
requerida por el circuito interno del chip, y la unidad de
detección de pico (2300) puede ser un comparador acoplado
eléctricamente a un terminal de entrada de la fuente de corriente
controlable (220) para detectar un valor pico de la tensión de
entrada. Cuando el valor pico de la tensión de entrada alcanza el
valor máximo por defecto del CI, se genera una señal de detección
y se proporciona para conmutar el conmutador de regulación (2311)
para que entre en el estado de corte a través del iniciador
(2310).
Entretanto, la unidad de sincronización de corte
(2301) detecta un tiempo de corte del N-MOSFET cuando la unidad de
detección de pico (2300) transmite la señal de detección. Cuando
el tiempo de corte alcanza una tolerancia máxima, se genera una
señal de control para accionar el iniciador (2310) para conmutar
el conmutador de regulación (2311) a un estado conductor. El
tiempo de corte constante del N-MOSFET impide que la fuente de
corriente controlable (220) se vea afectada por la frecuencia de
forma de onda real de la tensión de entrada para conseguir el
efecto de transmitir la corriente operativa constante garantizando
al mismo tiempo que la corriente operativa siempre es mayor que la
corriente de mantenimiento requerida por una operación del
elemento TRIAC (200) cuando el elemento TRIAC (200) se transmite,
para mejorar la calidad de regulación.
En esta realización preferida, el chip de control
(230) se acopla eléctricamente a una resistencia protectora (232)
a través del pin OVP, y la resistencia protectora (232) se acopla
eléctricamente a un cátodo del elemento de prevención de
contracorriente (221) para recibir una corriente operativa que
pasa a través del elemento de prevención de contracorriente (221)
para dividir la tensión en ambos terminales con el fin de producir
un valor de caída de la tensión, de manera que si el valor de
caída de la tensión es mayor que un valor de seguridad por defecto
del CI, el chip de control (230) detendrá la operación para
impedir daños en el circuito global causados por un posible
funcionamiento anormal del flujo de potencia controlable (220).
Además, el módulo de control (23) incluye adicionalmente una
unidad de compensación de alta/baja tensión (233) como se muestra
en la figura 4, y la unidad de compensación de alta/baja tensión
(233) consiste en dos resistencias y tiene un terminal acoplado
eléctricamente a un terminal de salida del circuito de
rectificador en puente y un terminal de entrada de la fuente de
corriente controlable (220), y el otro terminal acoplado
eléctricamente a una fuente del N-MOSFET, en el que un pin CS se
acopla eléctricamente al chip de control (230) en la conexión en
serie entre las dos resistencias, y la unidad de compensación de
alta/baja tensión (233) sirve para detectar la tensión de entrada
para suministrar una corriente de compensación al chip de control
(230) con el fin de impedir que la corriente de alimentación
suministrada finalmente a las fuentes de luz LED (3) cambie a un
valor de corriente no constante por la variación de la tensión de
entrada.
Claims (5)
- R E I V I N D I C A C I O N E S1. Dispositivo controlador de LED para suministrar una corriente de mantenimiento por TRIAC usando una fuente de corriente controlable, que es una arquitectura de circuito monofásico de corrección del factor de potencia y constituida por un módulo de regulación (20), un módulo de rectificación (21), un módulo de conversión (22) y un módulo de control (23), para controlar una pluralidad de fuentes de luz LED (3), teniendo el módulo de regulación (20) un elemento TRIAC (200), y estando el módulo de rectificación (21) acoplado eléctricamente al módulo de regulación (20) y al módulo de conversión (22), y estando el módulo de conversión (22) acoplado eléctricamente al módulo de control (23) y las fuentes de luz LED (3), caracterizado porque el módulo de conversión(22) usa una fuente de corriente controlable (220), el módulo de control (22) incluye una unidad de detección de pico (2300), una unidad de sincronización de corte (2301) y una unidad de conmutador (231), y la unidad de detección de pico (230) se acopla eléctricamente a la fuente de corriente controlable (220).
-
- 2.
- Dispositivo controlador de LED para suministrar una corriente de mantenimiento por TRIAC usando una fuente de corriente controlable, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el módulo de control (23) incluye una unidad de compensación de alta/baja tensión (233) acoplada eléctricamente al módulo de rectificación (21), la fuente de corriente controlable (220) y la unidad de conmutador (231).
-
- 3.
- Dispositivo controlador de LED para suministrar una corriente de mantenimiento por TRIAC usando una fuente de corriente controlable, de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque el módulo de conversión (22) incluye un elemento de prevención de contracorriente (221) y un elemento de filtro de onda (222), y el elemento de prevención de contracorriente
(221) tiene un terminal acoplado a un terminal de salida de la fuente de corriente controlable (220) y otro terminal acoplado al elemento de filtro de onda (222) y las fuentes de luz LED (3). - 4. Dispositivo controlador de LED para suministrar una corriente de mantenimiento por TRIAC usando una fuente de corriente controlable, de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque el elemento de prevención de10 contracorriente (221) es un diodo y el elemento de filtro de onda (222) es un condensador.
- 5. Dispositivo controlador de LED para suministrar una corriente de mantenimiento por TRIAC usando una fuente de15 corriente controlable, de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque en el que la fuente de corriente controlable (220) e un inductor.
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