ES2238974T3 - Lampara led. - Google Patents
Lampara led.Info
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- H05B45/58—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED] responsive to malfunctions or undesirable behaviour of LEDs; responsive to LED life; Protective circuits involving end of life detection of LEDs
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Abstract
Un sistema de lámpara LED que comprende: una parte de conexión (1) de una fuente de energía de corriente alterna para recibir una corriente alterna; una parte de conversión (3, 4) de una fuente de energía para recibir dicha corriente alterna y rectificar la corriente alterna recibida para generar una energía de corriente continua; un grupo (5) de LEDs compuesto por una pluralidad de LEDs y que recibe una salida de energía de corriente continua de dicha parte de conversión (3) de la fuente de energía, cuyo grupo (5) de LEDs tiene una parte de preaviso de vida útil que integra el periodo de suministro de energía para emitir un preaviso indicativo de que se aproxima el fin de la vida, cuya parte de preaviso de vida útil incluye: un medio de contaje (71) para medir dicho periodo de suministro de energía en base a una frecuencia de la fuente de energía alterna, un medio de integración para integrar el periodo de suministro de energía medido por dicho medio de contaje y almacenar el valor integrado en una memoria no volátil (73), y un medio de control (6) del modo de suministro de energía para controlar la iluminación de los LEDs en diferentes modos incluyendo un modo de iluminación normal, cuyo medio de control del modo de suministro de energía responde a un valor integrado de dicho medio de integración que sea superior a un determinado criterio para funcionar en un determinado modo de preaviso de vida útil, en el cual se establece una pluralidad de márgenes de criterios que corresponden cada uno a un respectivo periodo integrado de suministro de energía, y en el cual dicho medio de control (6) del modo de suministro de energía comprueba el valor integrado almacenado en dicha memoria no volátil cuando se inicia el suministro de energía de manera que, cuando dicho valor de integración se encuentre dentro de uno cualquiera de los márgenes de criterios, dicho grupo de LEDs funcione inicialmente en un correspondiente modo de preaviso de vida útil durante un periodo determinado y después en dicho modo de alumbrado normal.
Description
Lámpara LED.
La presente invención está relacionada con una
lámpara LED que emplea como fuente luminosa un diodo luminiscente
(LED) de alta intensidad. Más particularmente, la invención está
relacionada con una función de preaviso de la vida útil del LED y
de notificación del plazo de sustitución del mismo.
Cuando se puso en práctica el LED azul de alta
intensidad, la lámpara LED que montaba un conjunto de LEDs de color
rojo, verde y azul, y estaba alimentada por una fuente de corriente
alterna comercial, alcanzó un grado de utilización práctica como
equipo de alumbrado general. En comparación con una lámpara
incandescente o una lámpara fluorescente, las lámparas LED presentan
numerosas ventajas. Por lo tanto, el uso de lámparas LED se
extenderá apreciablemente.
Aunque la lámpara LED tiene una vida útil mucho
más larga que la lámpara incandescente o la lámpara fluorescente,
sigue teniendo una vida útil. Considerando un uso doméstico de la
lámpara LED, o un uso de la lámpara LED como equipo de alumbrado en
un espacio público, tal como una oficina, una estación, o
similares, la lámpara LED no tiene un ciclo tan bien definido como
la lámpara incandescente o la lámpara fluorescente. Por lo tanto,
resulta difícil para el consumidor normal saber cuando tiene que
sustituir la lámpara LED porque ha llegado al final de su vida
útil. Aunque la lámpara LED tiene una vida útil bastante larga, es
conveniente y práctico prever individualmente el plazo de
sustitución para notificarlo a un encargado.
El documento
JP-A-10039836 describe un indicador
LED que está provisto de un LED, una resistencia de protección del
LED, un circuito de indicación, una corriente de iluminación
controlada por un dispositivo estabilizador de la fuente de
alimentación, y un detector de corriente. Además, el indicador está
provisto de una memoria que almacena un tiempo de vida útil del LED
previamente fijado y un tiempo integrado de alumbrado que se
actualiza mediante integración, y una CPU que discrimina si el
tiempo integrado de alumbrado iguala o no al tiempo de vida útil, y
un dispositivo de transmisión que envía a un controlador de
monitorización la información de que se ha alcanzado el tiempo de
vida útil.
El documento
US-A-5274611 describe un
procedimiento y un aparato para estimar la parte transcurrida de la
vida útil total estimada para una lámpara de vapor de mercurio en
base al tiempo durante el cual ha permanecido energizada la
lámpara. Este tiempo se determina contando unos pulsos emitidos por
la fuente de corriente alterna.
El documento
EP-A-952757 describe un sistema para
tener en cuenta el envejecimiento de los LEDs, en base al tiempo
acumulado de alumbrado durante el cual los LEDs han permanecido
encendidos, para mantener constante la intensidad de la luz de los
LEDs de modo que pueda compensarse el envejecimiento de los
LEDs.
La presente invención se ha desarrollado con
vistas a la necesidad expresada anteriormente. Es por tanto un
objetivo de la presente invención integrar una función de preaviso
de vida útil en la propia lámpara LED y realizar la lámpara
LED provista de dicha función con una construcción sencilla y un
coste
bajo.
bajo.
Según un aspecto de la presente invención, un
sistema de lámpara LED comprende:
una parte de conexión de una fuente de energía de
corriente alterna para recibir una corriente alterna;
una parte de conversión de una fuente de energía
para recibir dicha corriente alterna y rectificar la corriente
alterna recibida para generar una energía de corriente
continua;
un grupo de LEDs compuesto por una pluralidad de
LEDs y que recibe una salida de energía de corriente continua de la
parte de conversión de la fuente de energía, cuyo grupo de LEDs
tiene una parte de preaviso de vida útil que integra el periodo de
suministro de energía para emitir un preaviso indicativo de que se
aproxima el fin de la vida,
cuya parte de preaviso de vida útil incluye:
un medio de contaje para medir el periodo de
suministro de energía en base a una frecuencia de la fuente de
energía alterna,
un medio de integración para integrar el periodo
de suministro de energía medido por el medio de contaje y almacenar
el valor integrado en una memoria no volátil, y
un medio de control del modo de suministro de
energía para controlar la iluminación de los LEDs en diferentes
modos incluyendo un modo de iluminación normal, cuyo medio de
control del modo de suministro de energía responde a un valor
integrado del medio de integración que sea superior a un determinado
criterio para funcionar en un determinado modo de preaviso de vida
útil,
en el cual se establece una pluralidad de
márgenes de criterios que corresponden cada uno a un respectivo
periodo integrado de suministro de energía, y
en el cual dicho medio de control del modo de
suministro de energía comprueba el valor integrado almacenado en
dicha memoria no volátil cuando se inicia el suministro de energía
de manera que, cuando dicho valor de integración se encuentre
dentro de uno cualquiera de los márgenes de criterios, dicho grupo
de LEDs funcione inicialmente en un correspondiente modo de
preaviso de vida útil durante un periodo determinado y a
continuación en dicho modo de alumbrado normal.
El sistema de lámpara LED puede incluir una
pluralidad de grupos de LEDs, cada uno de cuales consiste en un gran
número de LEDs de distinto color que los LEDs de los otros grupos
de LEDs, y el medio de control del modo de suministro de energía
controla los modos de suministro de energía a los LEDs de cada
color.
El sistema de lámpara LED puede incluir además un
medio de ajuste de luz para controlar variablemente el color de
iluminación de los grupos de LEDs activando el medio de control del
modo de suministro de energía en base a una señal aplicada
externamente para el ajuste del color de iluminación y de la
cantidad de luz.
La presente invención será mejor comprendida con
la siguiente descripción detallada y con los dibujos adjuntos de la
realización preferida de la presente invención que, sin embargo, no
deberán tomarse como limitación de la invención, sino sólo como
explicación y comprensión de la misma.
En los dibujos:
La Figura 1 es un diagrama de bloques que muestra
una construcción eléctrica de una realización de una lámpara LED
según la presente invención; y
La Figura 2 es un diagrama de flujo que muestra
un aspecto principal del procedimiento de control que debe ejecutar
la CPU 71 de la realización precedente.
A continuación se describirá detalladamente la
presente invención en los términos de la realización preferida de
la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos. En la
siguiente descripción se presentan numerosos detalles específicos
para facilitar la completa comprensión de la presente invención. No
obstante, será obvio para los expertos en la técnica que la
presente invención puede ponerse en práctica sin estos detalles
específicos. En otros casos, las estructuras muy conocidas no se
han mostrado con detalle para evitar una complicación innecesaria
de la presente invención.
La figura 1 es un diagrama de bloques que muestra
una construcción eléctrica de una realización de una lámpara LED
según la presente invención. Una parte de conexión a una fuente de
energía de corriente alterna es una clavija eléctrica 1 adaptada a
la conexión de una fuente de energía comercial de corriente alterna
genéricamente a 100V. Introduciendo la clavija eléctrica 1 en una
conexión de una fuente de energía eficaz y cerrando el interruptor
2 de la fuente de energía, la corriente alterna es rectificada y
alisada por un circuito rectificador 3 de puente de diodos y un
condensador 4 y convertida en corriente continua. A la línea de
suministro de corriente continua se conectan un grupo 5a de LEDs
rojos, un grupo 5b de LEDs verdes y un grupo 5c de LEDs azules a
través de un excitador rojo 6a, un excitador verde 6b y un
excitador azul 6c. Deberá notarse que, en los dibujos, cada grupo
de LEDs de un color está representado por un LED. Realmente, cada
grupo de LEDs de un color está compuesto por un gran número de
LEDs. Los LEDs de cada grupo de color están conectados en serie o en
paralelo. Además, se montan LEDs de tres colores mezclados para
formar un sistema óptico en el cual se mezclen bien tres colores de
luz para emitir o difundir una luz de iluminación.
La fuente de energía de corriente continua
alimenta también un circuito de control 7. El circuito de control 7
está construido con un microordenador que incluye una CPU 71, una
memoria RAM 72, una memoria EEPROM 73 (aunque no está representado,
se incluye un circuito de fuente de alimentación para reducir
adecuadamente la tensión). El circuito de control 7 sirve como medio
de integración, medio de contaje, medio de control del modo de
suministro de energía y medio de ajuste de la luz. El proceso de
control que debe ejecutar la CPU 71 está ilustrado en el diagrama
de flujo de la Figura 2.
El excitador rojo 6a, el excitador verde 6b y el
excitador azul 6c están controlados para que se conecten y
desconecten mediante una señal de excitación emitida
individualmente por el circuito de control 7. En modo de alumbrado
normal, el circuito de control 7 mantiene continuamente conectados
los respectivos excitadores 6a, 6b y 6c para iluminar
respectivamente el grupo de LEDs rojos, el grupo de LEDs verdes y
el grupo de LEDs azules con la máxima luminancia.
Una onda de la energía de corriente alterna
aplicada sobre la clavija 1 de la fuente de energía es enviada a un
comparador 74 a través de un condensador C y una resistencia R para
detectar el paso por cero de la onda de la corriente alterna. El
comparador 74 emite una señal de pulsos sincronizada con la
corriente alterna. Por ejemplo, cuando se suministra una corriente
alterna a una frecuencia de 50 Hz, la señal de pulsos emitida por
el comparador 74 deberá tener la frecuencia de 50 Hz para que esté
sincronizada con la corriente alterna. Un contador 75 de 16 bits
cuenta los pulsos de la señal. La CPU 71 cuenta una señal portadora
del contador 75 para registrar en la RAM 72 el valor contado.
La CPU 71 incrementa en una unidad el periodo
integrado de suministro de energía registrado en la EEPROM 73 cada
vez que el valor contado de la RAM 72 alcanza un valor
correspondiente a una hora. Aunque el valor contado de la RAM 72 se
pierde cuando se abre el interruptor 2 de la fuente de energía, el
periodo integrado de suministro de energía registrado en la EEPROM
73 no se borra ni se pierde. De esta manera se reduce la frecuencia
de los accesos de escritura a la EEPROM 73.
Cuando se cierra el interruptor 2 de la fuente de
energía y se activa por tanto la CPU 71, durante el proceso de
inicialización se comprueba el periodo integrado de suministro de
energía registrado en la EEPROM 73. Si el periodo integrado de
suministro de energía aún no ha llegado a 50.000 horas, los
excitadores 6a, 6b y 6c de los respectivos colores se mantienen
continuamente conectados para suministrar energía a los grupos de
LEDs 5a, 5b y 5c de los respectivos colores en modo de alumbrado
normal.
Si el periodo integrado de suministro de energía
está comprendido entre 50.000 y 60.000 horas, los excitadores 6a, 6b
y 6c se mantienen durante cinco minutos en modo de primer preaviso.
En el modo de primer preaviso, el grupo 5a de LEDs rojos y el grupo
5b de LEDs verdes están iluminados continuamente y el grupo 5c de
LEDs azules está iluminado intermitentemente para que parpadee. Tras
cinco minutos de funcionamiento en modo de primer preaviso, el modo
de funcionamiento de los excitadores 6a, 6b y 6c pasa a modo de
alumbrado normal para iluminar continuamente el grupo 5a de LEDs
rojos, el grupo 5b de LEDs verdes y el grupo 5c de LEDs azules.
Si el periodo integrado de suministro de energía
está comprendido entre 60.000 y 70.000 horas, los excitadores 6a, 6b
y 6c se mantienen durante cinco minutos en modo de segundo
preaviso. En el modo de segundo preaviso, el grupo 5b de LEDs
verdes y el grupo 5c de LEDs azules están iluminados continuamente y
el grupo 5a de LEDs rojos está iluminado intermitentemente para que
parpadee. Tras cinco minutos de funcionamiento en modo de segundo
preaviso, el modo de funcionamiento de los excitadores 6a, 6b y 6c
pasa a modo de alumbrado normal para iluminar continuamente el
grupo 5a de LEDs rojos, el grupo 5b de LEDs verdes y el grupo 5c de
LEDs azules.
Si el periodo integrado de suministro de energía
está comprendido entre 70.000 y 80.000 horas, los excitadores 6a, 6b
y 6c se mantienen durante cinco minutos en modo de tercer preaviso.
En el modo de tercer preaviso, el grupo 5a de LEDs rojos y el grupo
5c de LEDs azules están iluminados continuamente y el grupo 5b de
LEDs verdes está iluminado intermitentemente para que parpadee. Tras
cinco minutos de funcionamiento en modo de tercer preaviso, el modo
de funcionamiento de los excitadores 6a, 6b y 6c pasa a modo de
alumbrado normal para iluminar continuamente el grupo 5a de LEDs
rojos, el grupo 5b de LEDs verdes y el grupo 5c de LEDs azules.
Si el periodo integrado de suministro de energía
está comprendido entre 80.000 y 90.000 horas, los excitadores 6a, 6b
y 6c se mantienen durante cinco minutos en modo de cuarto preaviso.
En el modo de cuarto preaviso, el grupo 5a de LEDs rojos, el grupo
5b de LEDs verdes y el grupo 5c de LEDs azules están iluminados
intermitentemente para que parpadeen todos juntos. Tras cinco
minutos de funcionamiento en modo de cuarto preaviso, el modo de
funcionamiento de los excitadores 6a, 6b y 6c pasa a modo de
alumbrado normal para iluminar continuamente el grupo 5a de LEDs
rojos, el grupo 5b de LEDs verdes y el grupo 5c de LEDs azules.
Si el periodo integrado de suministro de energía
está comprendido entre 90.000 y 100.000 horas, los excitadores 6a,
6b y 6c se mantienen durante cinco minutos en modo de quinto
preaviso. En el modo de quinto preaviso, el grupo 5b de LEDs verdes
y el grupo 5c de LEDs azules están desconectados para que no se
iluminen y el grupo 5a de LEDs rojos está iluminado
intermitentemente para que parpadee. Tras cinco minutos de
funcionamiento en modo de quinto preaviso, el modo de
funcionamiento de los excitadores 6a, 6b y 6c pasa a modo de
alumbrado normal para iluminar continuamente el grupo 5a de LEDs
rojos, el grupo 5b de LEDs verdes y el grupo 5c de LEDs azules.
Si el periodo integrado de suministro de energía
está por encima de 100.000 horas, se mantiene el modo de quinto
preaviso, en el cual el grupo 5b de LEDs verdes y el grupo 5c de
LEDs azules están desconectados para que no se iluminen y el grupo
5a de LEDs rojos está iluminado intermitentemente para que parpadee,
y no se vuelve al modo de alumbrado normal.
En cada modo de operación se comprueba cada hora
el periodo integrado de suministro de energía registrado en la
EEPROM 73 y se actualiza el periodo integrado de suministro de
energía registrado en la EEPROM 73 para efectuar el funcionamiento
en el correspondiente modo de preaviso que sea necesario.
Según se indicó anteriormente, la lámpara LED
según la presente invención puede integrar el periodo de suministro
de energía midiendo el periodo de suministro de energía a los
grupos de LEDs en base a la frecuencia de la corriente alterna como
fuente de energía, y puede iluminar los grupos de LEDs en el modo de
preaviso seleccionado cuando el periodo integrado de suministro de
energía sobrepase los respectivos criterios de preaviso para
notificar al usuario o encargado de la lámpara el hecho de que está
próximo el final de la vida útil de la lámpara LED. Cuando se
produzca el preaviso, el encargado o usuario puede preparar la
sustitución. Especialmente, sería conveniente proporcionar una
pluralidad de modos de preaviso de la vida útil dependiendo del
posible nivel de fatiga de la lámpara.
Por ejemplo, es posible proporcionar un medio que
introduzca señales de ajuste de alumbrado para efectuar un ajuste
externo del color de iluminación o de la cantidad de luz en la CPU
71, de manera que la CPU 71 pueda controlar los respectivos
excitadores 6a, 6b y 6c para ajustar el tono de la iluminación y/o
la cantidad de luz. Deberá observarse que la parte de conexión de la
fuente de energía de corriente alterna no es inherentemente la
clavija de la fuente de energía, sino que puede ser un casquillo de
lámpara incandescente. Además, el interruptor 2 de la fuente de
energía que se ha descrito en la realización preferida no es
esencial para la presente invención.
Claims (5)
1. Un sistema de lámpara LED que comprende:
una parte de conexión (1) de una fuente de
energía de corriente alterna para recibir una corriente
alterna;
una parte de conversión (3,4) de una fuente de
energía para recibir dicha corriente alterna y rectificar la
corriente alterna recibida para generar una energía de corriente
continua;
un grupo (5) de LEDs compuesto por una pluralidad
de LEDs y que recibe una salida de energía de corriente continua de
dicha parte de conversión (3) de la fuente de energía, cuyo grupo
(5) de LEDs tiene una parte de preaviso de vida útil que integra el
periodo de suministro de energía para emitir un preaviso indicativo
de que se aproxima el fin de la vida,
cuya parte de preaviso de vida útil incluye:
un medio de contaje (71) para medir dicho periodo
de suministro de energía en base a una frecuencia de la fuente de
energía alterna,
un medio de integración para integrar el periodo
de suministro de energía medido por dicho medio de contaje y
almacenar el valor integrado en una memoria no volátil (73), y
un medio de control (6) del modo de suministro de
energía para controlar la iluminación de los LEDs en diferentes
modos incluyendo un modo de iluminación normal, cuyo medio de
control del modo de suministro de energía responde a un valor
integrado de dicho medio de integración que sea superior a un
determinado criterio para funcionar en un determinado modo de
preaviso de vida útil,
en el cual se establece una pluralidad de
márgenes de criterios que corresponden cada uno a un respectivo
periodo integrado de suministro de energía, y
en el cual dicho medio de control (6) del modo de
suministro de energía comprueba el valor integrado almacenado en
dicha memoria no volátil cuando se inicia el suministro de energía
de manera que, cuando dicho valor de integración se encuentre
dentro de uno cualquiera de los márgenes de criterios, dicho grupo
de LEDs funcione inicialmente en un correspondiente modo de preaviso
de vida útil durante un periodo determinado y después en dicho modo
de alumbrado normal.
2. Un sistema de lámpara LED según se establece
en la reivindicación 1, en el cual dicho medio de control (6) del
modo de suministro de energía es ajustado con una pluralidad de
criterios correspondientes a una pluralidad de niveles de preaviso
de vida útil para una pluralidad de modos de preaviso mutuamente
distintos.
3. Un sistema de lámpara LED según se establece
en cualquier reivindicación precedente, que incluye una pluralidad
de grupos (5a, 5b, 5c) de LEDs, cada uno de cuales consiste en un
gran número de LEDs de distinto color que los LEDs de los otros
grupos de LEDs, y dicho medio de control (6) del modo de suministro
de energía controla los modos de suministro de energía a los LEDs
de cada color.
4. Un sistema de lámpara LED según se establece
en la reivindicación 4, que incluye además un medio de ajuste de
luz para controlar variablemente el color de iluminación de dichos
grupos de LEDs activando dicho medio de control (6) del modo de
suministro de energía en base a una señal aplicada externamente para
el ajuste del color de iluminación y de la cantidad de luz.
5. Un sistema de lámpara LED según se establece
en cualquier reivindicación precedente, en el cual el grupo de LEDs
comprende LEDs rojos, verdes y azules, y en el cual cada modo de
preaviso comprende una combinación diferente de un primer juego de
uno o mas colores en modo de parpadeo y todos los demás colores ya
sea encendidos o apagados.
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