ES2238974T3 - Lampara led. - Google Patents

Lampara led.

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ES2238974T3
ES2238974T3 ES00309782T ES00309782T ES2238974T3 ES 2238974 T3 ES2238974 T3 ES 2238974T3 ES 00309782 T ES00309782 T ES 00309782T ES 00309782 T ES00309782 T ES 00309782T ES 2238974 T3 ES2238974 T3 ES 2238974T3
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Masatoshi Oishi
Toyotaro Tokimoto
Fumio c/o Central Japan Railway Company Imai
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Central Japan Railway Co
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Central Japan Railway Co
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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.
Antecedentes de la invención Campo de la invención
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.
Descripción de la técnica relacionada
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.
Resumen de la invención
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.
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.
Breve descripción de los dibujos
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.
Descripción de la realización preferida
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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