ES2691626T3 - Sistema de iluminación con datos de control de corrección del factor de potencia determinados a partir de una señal modulada en fase - Google Patents
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Abstract
Un sistema de iluminación de diodo emisor de luz (LED) que comprende: un controlador de corrección del factor de potencia (PFC) caracterizado porque: una entrada para recibir una señal de retardo de fase que indica un retardo de fase de una señal de atenuación modulada en fase; y un procesador de señales digitales, acoplado a la entrada, para recibir la señal de retardo de fase y determinar un parámetro de control de funcionamiento de PFC a partir de la señal de retardo de fase y para generar una señal de control del conmutador de PFC utilizando el parámetro de funcionamiento determinado.
Description
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DESCRIPCION
Sistema de iluminación con datos de control de corrección del factor de potencia determinados a partir de una señal modulada en fase
Referencia cruzada a solicitudes relacionadas
Esta solicitud reivindica la prioridad en virtud del título 35 del U.S.C. § 119(e) y 37 del C.F.R. § 1.78 de la Solicitud Provisional de los Estados Unidos No. 60/894.295, presentada el 12 de marzo de 2007 y titulada "Artefacto de Iluminación". La Solicitud Provisional de los Estados Unidos número 60/894.295 incluye sistemas y métodos de ejemplo.
Esta solicitud reivindica la prioridad en virtud del título 35 del U.S.C. § 119(e) y 37 del C.F.R. § 1.78 de la Solicitud Provisional de los Estados Unidos No. 60/909.458, titulada "Resistencia para Fuentes de Luz de Diodo Emisor de Luz", inventor John L. Melanson, Expediente de Abogado número 1666-CA-PROV, y presentada el 1 de abril de 2007 describe métodos y sistemas de ejemplo.
La Solicitud de Patente de Estados Unidos No. _, titulada "Resistencia para Fuentes de Luz de Diodo Emisor de Luz", inventor John L. Melanson, Expediente de Abogado número 1666-CA, y presentada el 12 de marzo de 2008, describe métodos y sistemas de ejemplo.
La Solicitud de Patente de los Estados Unidos No. 11/926.864, titulada "Variaciones de Color en un Dispositivo de Iluminación Atenuable con Fuentes de Luz de Temperatura de Color Estable", inventor John L. Melanson, Expediente de Abogado número 1667-CA, y presentada el 31 de marzo de 2007 describe métodos y sistemas de ejemplo. Denominada en el presente documento como Melanson 1.
La Solicitud Provisional de los Estados Unidos No. 60/909.457, titulada "Modificador de Ciclo de Trabajo Multifuncional", inventores John L. Melanson y John Paulos, Expediente de Abogado número 1668-CA-PROV, y presentada el 31 de marzo de 2007 describe métodos y sistemas de ejemplo. Denominada en el presente documento como Melanson II.
La Solicitud de Patente de los Estados Unidos No. _, titulada "Modificador de Ciclo de Trabajo Multifuncional", inventores John L. Melanson y John Paulos, Expediente de Abogado número 1668-CA, y presentada el 12 de marzo de 2008, describe métodos y sistemas de ejemplo. Denominada en el presente documento como Melanson III.
La Solicitud de Patente de los Estados Unidos No. 11/695.024, titulada "Sistema de Iluminación con Mapeado de Salida de Atenuador de Iluminación", inventores John L. Melanson y John Paulos, Expediente de Abogado número 1669-CA, y presentada el 31 de marzo de 2007 describe métodos y sistemas de ejemplo.
La Solicitud de Patente de los Estados Unidos No. 11/864.366, titulada "Control Basado en el Tiempo de un Sistema con Respuesta de Integración", inventor John L. Melanson, Expediente de Abogado número 1692-CA, y presentada el 28 de septiembre de 2007, describe métodos de ejemplo. Denominada en el presente documento como Melanson IV.
La Solicitud de Patente de los Estados Unidos No. 11/967.269, titulada "Sistema de Control de Potencia Utilizando un Modulador Delta-Sigma No Lineal con Modelado de Proceso de Conversión de Potencia No Lineal", inventor John L. Melanson, Expediente de Abogado número 1745-CA, y presentada el 31 de diciembre de 2007 describe métodos y sistemas de ejemplo. Denominada en el presente documento como Melanson V.
La Solicitud de Patente de los Estados Unidos No. 11/967.275, titulada "Sistema de Control de Potencia Programable", inventor John L. Melanson, Expediente de Abogado número 1759-CA, y presentada el 31 de diciembre de 2007, describe métodos y sistemas de ejemplo. Denominada en el presente documento como Melanson VI.
La Solicitud de Patente de los Estados Unidos No. _, titulada "Sistema de Control de Potencia para Fuentes de Luz Reguladas por Tensión", inventor John L. Melanson, Expediente de Abogado número 1784-CA, y presentada el 12 de marzo de 2008 describe métodos y sistemas de ejemplo.
Antecedentes de la invención
Campo de la invención
La presente invención se refiere en general al campo de la electrónica y la iluminación, y más específicamente a un sistema y método para determinar los parámetros de control de corrección del factor de potencia a partir de los retardos de fase en una señal modulada en fase.
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Descripción de la técnica relacionada
Las bombillas incandescentes de uso comercial han estado disponibles durante más de 100 años. Sin embargo, otras fuentes de luz han aparecido como alternativas comercialmente viables a la bombilla incandescente. Los LED se están volviendo particularmente atractivos como fuentes principales de luz, en parte debido al ahorro de energía a través de una potencia luminosa de alta eficiencia y de incentivos medioambientales como la reducción de mercurio.
Los LED son dispositivos semiconductores y son excitados por corriente continua. La intensidad de salida del lumen (es decir, el brillo) del LED varía aproximadamente en proporción directa a la corriente que fluye a través del LED. Por tanto, el aumento de la corriente suministrada a un lEd aumenta la intensidad del LED y la disminución de la corriente suministrada al LED atenúa el LED. La corriente se puede modificar reduciendo directamente el nivel de corriente continua a los LED blancos o reduciendo la corriente promedio a través de la modulación del ciclo de trabajo. La publicación de patente US2002/145041 A1 (Muthu y otros) divulga un excitador de LED que incluye un convertidor de PFC controlado por DSP, en donde la corriente de LED se controla mediante modulación de ciclo de trabajo (PWM).
La atenuación de una fuente de luz ahorra energía cuando se hace funcionar una fuente de luz y también permite que el usuario ajuste la intensidad de la fuente de luz a un nivel deseado. Muchas instalaciones, como casas y edificios, incluyen circuitos de atenuación de fuente de luz (denominados en el presente documento como "atenuadores").
La figura 1 representa un sistema 100 de iluminación que genera una tensión de enlace Venlace y una corriente de excitación Ísalida para iluminar la fuente 102 de luz. Una fuente 101 de tensión de corriente alterna (CA) como una central eléctrica genera una tensión de red Vred, que proporciona potencia para el sistema 100 de iluminación. El valor concreto de la frecuencia y el valor cuadrático medio (RMS) de la tensión de red Vred es generalmente específico de la ubicación y es nominalmente 60Hz/120V CA en los Estados Unidos y 50Hz/230V CA en Europa y en otros lugares. El sistema 100 de iluminación incluye un atenuador 104 para generar una señal modulada en fase bruta V$_BRUTA. El rectificador 105 rectifica la señal modulada en fase bruta Vo_BRUTA para generar una señal modulada en fase rectificada V$. El rectificador 105 es, por ejemplo, un rectificador de diodo de puente completo. El retardo de fase de cada ciclo de la señal modulada en fase V$ indica un nivel de atenuación concreto. El atenuador 104 puede ser cualquier atenuador convencional que genere una señal modulada en fase, como un atenuador basado en triac como se describe en Melanson I.
El sistema de iluminación 100 también incluye un circuito 106 excitador de fuente de luz para recibir la señal modulada en fase V$. En al menos un modo de realización, el circuito 106 excitador de fuente de luz es un convertidor de potencia de conmutación con un conmutador de PFC interno (no mostrado) que controla la corrección del factor de potencia y la señal modulada en fase de refuerzo V$ a la tensión de enlace Venlace. El circuito 106 excitador de fuente de luz modula la corriente de excitación de la fuente de luz ísalida en respuesta al nivel de atenuación indicado por la señal modulada en fase V$. El circuito 106 excitador de fuente de luz modula la corriente excitadora de fuente de luz ísalida “encendiendo” y “apagando” la corriente excitadora de fuente de luz ísalida para alcanzar un valor promedio de corriente excitadora de fuente de luz ísalida correspondiente al nivel de atenuación indicado por la señal modulada en fase V$. La corriente excitadora ísalida hace que la fuente 102 de luz se ilumine y
la modulación de la corriente excitadora iSALIDA varíe el brillo de la fuente 102 de luz. Por tanto, el circuito 106
excitador de fuente de luz intenta modular la corriente excitadora iSALIDA para que la fuente 102 de luz se atenúe al nivel indicado por la señal modulada en fase V$. Los problemas y soluciones relacionados con la atenuación por
corte de fase de los LED se exponen en una publicación de Dusting Rand, titulada "Problemas, Modelos y
Soluciones para la Atenuación por Modulación en Fase Triac de Lámparas LED", publicada en Conferencia de Especialistas en Electrónica de Potencia (PESC) en 2007.
Para una fuente 102 de luz basada en LED, la tensión de enlace Venlace puede ser de 400V o más. Para atenuar la fuente 102 de luz, el circuito 106 excitador de fuente de luz disminuye el ciclo de trabajo de la señal de control Cs y, por tanto, disminuye la corriente excitadora iSALIDA. Cuando se atenúa, la demanda de potencia de la fuente 102 de luz disminuye. Cuando la demanda de potencia de la fuente 102 de luz disminuye, el circuito 106 excitador de fuente de luz disminuye el ciclo de trabajo del conmutador interno (no mostrado) que controla el refuerzo de tensión de la señal modulada en fase V$ para enlazar la tensión Venlace. A pesar de la disminución de la demanda de potencia, el circuito 106 excitador de fuente de luz mantiene la tensión de enlace Venlace a aproximadamente un nivel constante. La eficiencia de conmutación del circuito 106 excitador de fuente de luz disminuye de manera constante a medida que 106 continúa aumentando la tensión de enlace Venlace a una tensión utilizada durante una demanda completa de potencia por la fuente 102 de luz a pesar de las menores demandas de potencia de una fuente 102 de luz atenuada. La pérdida de eficiencia se vuelve más destacada, por ejemplo, cuando un ciclo de trabajo del conmutador de PFC interno del circuito 106 excitador de fuente de luz es inferior al 50%.
La disminución de la demanda de potencia por la fuente 102 de luz puede aumentar la demanda de potencia por el circuito 106 excitador de fuente 102 de luz. El circuito 106 excitador de fuente de luz intenta proporcionar corrección del factor de potencia unitario de modo que el circuito 106 excitador de fuente de luz se muestre resistivo a la fuente 101 de tensión de CA. Por tanto, analizando los terminales A y B, de manera ideal el circuito 106 excitador de fuente
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de luz tiene una resistencia efectiva Reff_o como la percibida por la fuente 101 de tensión de CA. El valor de la resistencia efectiva REFF_0 es igual a Vq/íentRada, donde V$ es una señal modulada en fase e íEnTraDa es la corriente de entrada en el circuito 106 excitador de fuente de luz. A medida que la demanda de potencia por la fuente 102 de luz disminuye cuando se atenúa, la corriente Íentrada de hecho aumenta, disminuyendo, por tanto, la resistencia efectiva Reff_o, extrayendo así más potencia de la fuente 101 de tensión de CA. Disminuir la resistencia efectiva Reff_o del circuito 106 excitador de fuente de luz cuando se atenúa la fuente 102 de luz representa un uso ineficiente de la potencia.
La figura 2A representa una serie de formas 200 de onda de tensión que representan dos ciclos respectivos de formas de onda presentes en el sistema 100 de iluminación. La tensión de alimentación Vred es una onda sinusoidal representada con dos ciclos 202 y 204 de ejemplo. El atenuador 104 genera una señal modulada en fase bruta V$ cortando cada semiciclo de tensión de alimentación Vred para generar un retardo de flanco anterior de fase idéntico a1 para cada semiciclo respectivo del ciclo 206. Los retardos de fase de la señal modulada en fase bruta V$ aumentan a medida que disminuye el nivel de atenuación, es decir, disminuye el brillo de la fuente 102 de luz. El semiciclo 208 indica retardos de fase más largos a2 correspondientes a una disminución en el nivel de atenuación. Los retardos de flanco anterior de fase aX representan el tiempo transcurrido entre un comienzo de semiciclo y un flanco anterior de la tensión de red modulada en fase v$, donde X es un valor de índice. Los ciclos rectificados 210 y 212 de la señal V$ modulada en fase tienen los mismos retardos de fase respectivos a1 y a2 que la señal modulada en fase bruta V$BRUTA.
Los atenuadores convencionales, como un atenuador basado en triac, que están diseñados para su uso con cargas inactivas, como las bombillas incandescentes, a menudo no funcionan bien cuando suministran una señal modulada en fase V$_bruta a una carga activa como un circuito 106 excitador de fuente de luz. Por ejemplo, al suministrar una carga activa, el atenuador puede pasar por alto la generación de retardos de fase en algunos ciclos de la señal modulada de fase bruta VO_raw y puede generar ondulaciones durante los retardos de fase. Problemas de ejemplo con al menos un atenuador convencional cuando se usa con una carga activa se describen en Rand y otros, "Problemas, Modelos y Soluciones para la Atenuación por Modulación en Fase Triac de Lámparas LED", junio de 2007, páginas 1398-1404 de Conferencia de Especialistas en Electrónica de Potencia, 2007. PESC 2007, publicado por el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos, ISBN 978-1-4244-0655-5.
La figura 2B representa un circuito 250 excitador de LED disponible en Supertex Inc. de Sunnyvale, California, Estados Unidos. El circuito 250 excitador de LED, representa un modo de realización del circuito 106 excitador de fuente de luz. El circuito 250 excitador de LED se describe con más detalle en la nota de diseño Supertex DN-H05 y la hoja de datos HV9931, titulada Excitador de Lámpara LED de Factor de Potencia Unitario HV9931, disponible en Supertex Inc. El circuito 250 excitador de LED incluye dos circuitos adicionales, el circuito 252 amortiguador y el circuito 254 de descarga para proporcionar compatibilidad con un atenuador, como el atenuador 104. De acuerdo con la DN-H05, el circuito 252 amortiguador proporciona amortiguación a la carga del circuito de filtro de entrada del excitador en P16. El circuito 252 amortiguador proporciona una amortiguación resistiva para evitar oscilaciones de corriente de entrada de línea de CA debido a un aumento repentino de una tensión de línea de CA, como los flancos de la señal modulada en fase V$. El circuito 254 de descarga proporciona una carga nominal de 1 kohm a una línea de CA rectificada en P21 para suprimir un aumento de tensión en los capacitores de entrada C21-C23 durante los retardos de fase de la señal modulada en fase V$, que de otra manera podrían causar el parpadeo de una lámpara excitada por un circuito 250 excitador de LED.
La figura 2C muestra un excitador 280 de lámpara LED de factor de potencia unitario, que representa un modo de realización del circuito 106 excitador de fuente de luz. El excitador 280 de lámpara LED se describe con más detalle con referencia a la figura 9 en la nota de solicitud de Supertex AN-H52 disponible en Supertex Inc. El excitador 280 de lámpara LED incluye un circuito 282 de amortiguación para agregar una carga al atenuador 104 durante los retardos de fase de la señal modulada en fase. El circuito de amortiguación 282 incluye una resistencia de descarga Rbl, que está conectada por el transistor M2 durante los retardos de fase de una señal de entrada modulada en fase al excitador 280 de lámpara. Cuando el transistor M2 conduce, la resistencia de descarga Rbl proporciona una carga adicional a la línea de CA en VENTRADA para amortiguar la señal de fase modulada durante los retardos de fase. Al agregar un transistor M2 adicional y una resistencia Rbl, aumenta el coste del sistema del excitador 280 de lámpara.
El circuito 106 de excitación de fuente de luz presenta una o más ineficiencias cuando atenúa la fuente 102 de luz. Por ejemplo, cuando la demanda de potencia por la fuente 102 de luz disminuye, la tensión de enlace permanece aproximadamente constante. Además, cuando la demanda de potencia de la fuente 102 de luz disminuye, la resistencia efectiva Reff_o del circuito 106 excitador de fuente de luz aumenta, por lo que consume más potencia de la fuente 101 de tensión de CA a pesar de la menor demanda de potencia por parte de la fuente 102 de luz. Además, añadir un circuito a circuitos excitadores de LED convencionales aumenta el coste de los circuitos excitadores de LED.
Resumen de la invención
En un modo de realización de la presente invención, un sistema de iluminación de diodo emisor de luz (LED) incluye un controlador de corrección del factor de potencia (PFC). El controlador incluye una entrada para recibir una señal
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de retardo de fase que indica un retardo de fase de una señal de atenuación modulada en fase. El controlador también incluye un procesador de señales digitales, acoplado a la entrada, para recibir la señal de retardo de fase y determinar un parámetro de funcionamiento de control de PFC a partir de la señal de retardo de fase y para generar una señal de control del conmutador de PFC utilizando el parámetro de funcionamiento determinado.
En otro modo de realización de la presente invención, un método para controlar un sistema de iluminación de diodo emisor de luz (LED) incluye recibir una señal de retardo de fase que indica un retardo de fase de una señal de atenuación modulada en fase, que determina un parámetro de funcionamiento de control de PFC a partir de la señal de retardo de fase usando un procesador de señales digitales, y genera una señal de control del conmutador de PFC usando el parámetro de funcionamiento determinado.
En un modo de realización adicional de la presente invención, un sistema de iluminación de diodo emisor de luz (LED) incluye un controlador de corrección del factor de potencia (PFC) para recibir una señal que indica un nivel de atenuación y para generar una señal de control del conmutador de PFC para hacer que un circuito excitador de LED con PFC responda al nivel de atenuación indicado por la señal sin disminuir una resistencia efectiva del circuito excitador de carga con PFC, como es percibido por una fuente de tensión del circuito excitador de carga con PFC, a medida que aumenta el nivel de atenuación indicado por la señal.
En un modo de realización adicional de la presente invención, un método para controlar un sistema de iluminación de diodo emisor de luz (LED) incluye recibir una señal que indica un nivel de atenuación y generar una señal de control de corrección del factor de potencia para hacer que un circuito excitador de LED con PFC responda al nivel de atenuación indicado por la señal sin disminuir la resistencia efectiva del circuito excitador de carga con PFC, como es percibido por una fuente de tensión del circuito excitador de carga con PFC, a medida que aumenta el nivel de atenuación indicado por la señal.
Breve descripción de los dibujos
La presente invención puede entenderse mejor y hacerse evidentes para los expertos en la técnica sus numerosos objetos, propiedades y ventajas haciendo referencia a los dibujos que se acompañan. El uso del mismo número de referencia en las distintas figuras designa un elemento parecido o similar.
La figura 1 (etiquetada como estado de la técnica) representa un sistema de iluminación con un controlador y circuito excitador de corrección de factor de potencia.
La figura 2A (etiquetada como estado de la técnica) representa varias formas de onda presentes en el sistema de iluminación de la figura 1.
La figura 2B (etiquetada como estado de la técnica) representa un circuito controlador de LED con circuitos de compatibilidad de conmutadores de atenuación.
La figura 2C (etiquetada como estado de la técnica) representa otro circuito excitador de LED con circuitos de compatibilidad de conmutadores de atenuación.
La figura 3 representa un sistema de iluminación de diodo emisor de luz con un controlador de corrección del factor de potencia que deriva uno o más parámetros de control de corrección del factor de potencia de una señal modulada en fase.
Las figuras 4 y 5 representan señales moduladas en fase que tienen varios retardos de flanco anterior y posterior de fase.
La figura 6 representa un detector de retardo de fase.
La figura 7 representa una señal modulada en fase de ejemplo y formas de onda asociadas a la señal de control del conmutador de PFC.
La figura 8 representa un modelo de resistencia efectiva de un circuito excitador de LED con PFC.
La figura 9 representa las relaciones entre una señal modulada en fase y una corriente de inducción con y sin atenuación.
La figura 10 representa una relación entre los ciclos de trabajo de una señal de control del conmutador de PFC y una tensión de enlace.
Las figuras 11 y 12 representan aparatos de LED.
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Descripción detallada
Un sistema de iluminación de diodo emisor de luz (LED) incluye un controlador de corrección del factor de potencia (PFC) que determina al menos un parámetro de control de corrección del factor de potencia a partir de los retardos de fase de una señal modulada en fase. En al menos un modo de realización, una tensión máxima de la señal modulada en fase es un parámetro de control de PFC utilizado por el controlador de PFC para controlar la corrección del factor de potencia y la generación de una tensión de enlace por un circuito excitador de LED con PFC. Los retardos de fase están relacionados con una tensión máxima de la señal modulada en fase. Por tanto, en al menos un modo de realización, la detección del retardo de fase en uno o más ciclos de la señal modulada en fase permite al controlador de PFC determinar la tensión máxima de la señal modulada en fase.
El circuito excitador de LED con PFC suministra una corriente de salida para excitar LED(s) de un aparato de LED. A medida que disminuye el nivel de atenuación, el controlador de PFC disminuye el ciclo de trabajo de un conmutador de PFC en el circuito excitador de LED con PFC para hacer que el circuito excitador de LED con PFC disminuya la corriente de salida suministrada a los LED. Cuando la señal modulada en fase indica un nivel de atenuación por debajo de un valor umbral, el controlador de PFC mantiene un ciclo de trabajo aproximadamente constante del conmutador de PFC para, por ejemplo, mantener la eficiencia de conmutación sin sacrificar de manera significativa la corrección del factor de potencia.
En al menos un modo de realización, el controlador de PFC genera una señal de control del conmutador de PFC para hacer que el circuito excitador de LED con PFC responda al aumento de los niveles de atenuación como se indica mediante una señal de atenuación, tal como la señal modulada en fase, sin disminuir la resistencia efectiva del circuito excitador de LED con PFC, como es percibido por una fuente de tensión del circuito excitador de LED con PFC, a medida que aumenta el nivel de atenuación indicado por la señal de atenuación. La señal modulada en fase representa un modo de realización de la señal de atenuación.
En al menos un modo de realización, el controlador de PFC genera una señal de control modulada por ciclo de trabajo para controlar una tensión de enlace regulada del circuito excitador de LED con PFC y disminuye la tensión de enlace cuando un ciclo de trabajo de la señal de control disminuye a un valor entre cero y un valor umbral de ciclo de trabajo.
En al menos un modo de realización, el controlador de PFC genera anchos de pulso aproximadamente constantes para la señal de control del conmutador de PFC durante cada ciclo de señal modulada en fase cuando un ciclo de trabajo de la señal de control del conmutador de PFC está por debajo de un umbral predeterminado.
En al menos un modo de realización, el controlador de PFC genera pulsos para la señal de control del conmutador de PFC durante los retardos de fase de la señal modulada en fase, en donde los pulsos de la señal de control del conmutador de PFC generados durante los retardos de fase tienen un período significativamente mayor que un período de los pulsos de la señal de control del conmutador de PFC durante un período activo de señal modulada en fase.
La figura 3 muestra un sistema 300 de iluminación que tiene un controlador 302 de PFC y un circuito 304 excitador de LED con PFC. El controlador 302 de PFC genera un ciclo de trabajo de la señal CSi de control del conmutador de PFC para controlar la conductividad del conmutador 306. El conmutador 306 puede ser cualquier conmutador, y, en al menos un modo de realización, el conmutador 306 es un transistor de efecto de campo (FET) de canal n. El circuito excitador 304 de LED con PFC es un convertidor de potencia de conmutación que aumenta la señal modulada en fase Vo a una tensión de enlace Vci a través del condensador 308 de retención. En al menos un modo de realización, la tensión de enlace Vci tiene una tensión máxima en el rango de 200V-400V. Cuando el conmutador 306 está "APAGADO" (es decir, no conductor), el diodo 310 está polarizado hacia delante y el inductor 312 excita la corriente de inducción Íli hasta el diodo 310. La corriente de inducción a través del diodo 3l0 carga el condensador 308 para mantener aproximadamente constante una tensión de enlace Vci. Cuando el conmutador 306 está "ENCENDIDO" (es decir, conductor), la tensión a través del inductor 312 se invierte, el diodo 310 se polariza de manera inversa y el inductor 312 se activa con la corriente iL1. El controlador 302 de PFC controla los ciclos de trabajo de la señal CS1 de control del conmutador de PFC y el conmutador 306 de modo que la corriente íli es proporcional a la señal modulada en fase V*. El condensador 314 proporciona filtrado para suavizar la corriente de excitación íli, de modo que la corriente de excitación promedio íli es sinusoidal y en fase con la señal modulada en fase V*.
El controlador 302 de PFC incluye un procesador 316 de señales digitales para realizar diversas funciones, incluyendo determinar la anchura de pulso y el ciclo de trabajo de la señal CS1 de control del conmutador de PFC. El procesador 316 de señales digitales es, por ejemplo, un procesador de señales digitales. En al menos un modo de realización, el controlador 302 de PFC determina el ancho de pulso y el ciclo de trabajo de la señal CSi de control del conmutador de PFC utilizando los algoritmos divulgados en Melanson V y Melanson Vi.
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En al menos un modo de realización, el ancho de pulso T1 de la señal de control CS1 del conmutador de PFC está determinado por el procesador 316 de señales digitales mediante la ejecución de un algoritmo de estado de la señal de control representado por la ecuación [1]:
"T1" es el ancho de pulso de la señal CS1 de control del conmutador de PFC. "L" representa un valor de inductancia del inductor 312. "Vo_pk" es una tensión máxima de la señal modulada en fase Vo sin retardos de fase. "P" representa una variable de demanda de potencia relacionada con la demanda de potencia del aparato 322 de LED. En al menos un modo de realización, P es un valor de salida del integrador proporcional como se describe en Melanson V y Melanson VI. "TT" es el período de la señal CS1 de control del conmutador de PFC y, en al menos un modo de realización, también se determina como se describe en Melanson V y Melanson VI. "Vo" es un valor muestreado de la señal modulada en fase V$. "Vci" es un valor muestreado de la tensión de enlace Vci.
En al menos un modo de realización, todos los parámetros de control de PFC de la ecuación [1] son conocidos, pueden determinarse directamente de manera fiable o pueden determinarse de manera fiable a partir de las señales de realimentación Vo' y Vc1 excepto V$_pk. Debido a que la señal modulada en fase Vo incluye retardos de fase al atenuar los LED del aparato 322 de LED, la tensión máxima V$_pk de la señal modulada en fase Vo no siempre puede medirse directamente. Sin embargo, como se describe en combinación con las figuras 4 y 5, los retardos de fase de la señal modulada en fase Vo pueden ser utilizados por el procesador 316 de señales digitales para estimar Vcp_pk.
En al menos un modo de realización, el controlador 302 de PFC también controla la corriente de salida tSALIDA de acuerdo con los sistemas y métodos de ejemplo descritos en Melanson IV.
Las figuras 4 y 5 representan ciclos de la señal modulada en fase Vo que tienen varios retardos de fase en el flanco anterior y posterior. Las formas 400 de onda representan dos ciclos 402 y 404 que tienen una tensión máxima de Vo_pk. El ciclo 402 incluye dos retardos de fase a0 y a1, y el ciclo 404 incluye dos retardos de fase a2 y a3. La tensión máxima Y$_pk se puede medir directamente a partir del ciclo 402 porque los retardos de fase a0 y a1 son menores que T/4, donde T es el período de la señal modulada en fase VO. Sin embargo, la tensión máxima YO_pk no se puede medir directamente a partir del ciclo 404 porque los retardos de fase a2 y a3 son mayores que T/4. Aunque la tensión máxima V$_pk se puede medir directamente a partir del ciclo 402, en al menos un modo de realización, el procesador 316 de señales digitales determina la tensión máxima V$_pk para todos los ciclos de la señal modulada en fase V$. En al menos un modo de realización, el procesador 316 de señales digitales determina de manera periódica o intermitente la tensión máxima V$_pk. En al menos un modo de realización, el procesador 316 de señales digitales mide cada tensión máxima V$_pk de cada ciclo que pueda medirse.
Haciendo referencia a las figuras 3, 4 y 5, el detector 318 de retardo de fase recibe la señal modulada en fase VO y, en al menos un modo de realización, determina un valor digital de cada retardo de fase aX y pX en cada ciclo de la señal modulada en fase Vo, donde X es un valor de índice. Para determinar la tensión máxima V$_pk a partir de los retardos de fase de la señal modulada en fase Vo, el detector 318 de retardo de fase detecta los retardos de fase de cada ciclo de la señal modulada en fase V$. En al menos un modo de realización, el detector 318 de retardo de fase genera un valor digital de la señal de retardo de fase O para cada retardo de fase detectado en la señal modulada en fase V$. Cada valor digital de la señal de retardo de fase O representa un retardo de fase, y cada retardo de fase indica un nivel de atenuación. Por ejemplo, una señal modulada en fase Vo de 50Hz tiene un período de 1/50 o 0,02 segundos. Un nivel de atenuación del 25% está representado por un retardo de fase de (0,5 0,02) 0,25 segundos. Donde (0,5 0,02) representa la duración de cada semiciclo de la señal modulada en fase VO y 0,25 representa el nivel de atenuación. Por tanto, cada señal de retardo de fase O también se puede denominar como una señal de atenuación.
El procesador 316 de señales digitales determina la tensión máxima Vo_pk a partir de la señal de retardo de fase O. Cada semiciclo de señal modulada en fase Vo representa 180 grados. Cada retardo de fase se puede convertir en un ángulo de fase equivalente de acuerdo con la ecuación [2]:
ángulo de fase = (2 • retardo de fase )/(T)xl00° [2\
donde T es el período de la señal modulada en fase Vo.
En al menos un modo de realización, el procesador 316 de señales digitales determina la tensión máxima Yo_pk de acuerdo con la ecuación [3]:
V<j>_pfc=absÍVíV/|sen^ir>H*Jlo de rastel ^ [3],
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donde "abs" representa la función de valor absoluto de la cantidad comprendida entre corchetes y Vax representa una tensión máxima del flanco anterior o posterior asociado con el retardo de fase, y "x" es un índice.
Por ejemplo, si la señal modulada en fase Vo es una señal de 50Hz y a0=a1, a partir de las ecuaciones [2] y [3] la tensión máxima Vo_pk para la primera mitad del ciclo 402 es igual a abs{VA0/[sen((2a0)/0,02) 180)]. Si a2=a3, a partir de las ecuaciones [2] y [3], la tensión máxima Vo_pk para la segunda mitad del ciclo 402 es igual a abs{VAi/[sen((2a2)/0,02)180)].
En al menos un modo de realización, los retardos de fase a0 y al se generan de manera independiente como, por ejemplo, se describe en Melanson II y Melanson III. Cuando los retardos de fase en un ciclo se generan de manera independiente, la tensión máxima Vo_pk se puede actualizar para cada retardo de fase generado de manera independiente.
La figura 5 representa un retardo de fase del flanco anterior a0 y un retardo de fase del flanco posterior p0. En al menos un modo de realización, el procesador 316 de señales digitales determina la tensión máxima Vo pk de acuerdo con las ecuaciones [2] y [3] para los retardos de fase de flanco anterior y posterior generados de manera independiente. Cuando se detectan retardos de fase de flanco anterior y posterior generados de manera independiente, en al menos un modo de realización, el procesador 316 de señales digitales recibe la señal modulada en fase bruta V$_BRUTA para determinar los tiempos de inicio y finalización de cada semiciclo de un ciclo, por ejemplo, detectando la polaridad de cada semiciclo.
La figura 6 representa un detector 600 de retardo de fase basado en tiempo que representa un modo de realización del detector 318 de retardo de fase. El comparador 602 compara la señal modulada en fase Vo con una referencia de Vref conocida. La referencia Vref es generalmente la tensión de punto de cruce de ciclo de la señal modulada en fase Vo), tal como un potencial neutro de una tensión de CA de un edificio. En al menos un modo de realización, la referencia Vref es un valor de tensión apenas mayor que cualquier ondulación de tensión esperada del potencial neutro. El contador 604 cuenta el número de ciclos de la señal de reloj fclk que se producen hasta que el comparador 602 indica que se ha alcanzado un flanco de la señal modulada en fase Vo. Como se conoce la frecuencia de la señal modulada en fase Vo y la frecuencia de la señal de reloj, el retardo de fase indicado por la señal de retardo de fase O se puede determinar a partir del recuento de ciclos de la señal de reloj fclk que se producen hasta que el comparador 602 indique que el flanco de la señal modulada en fase Vo ha sido alcanzado. Por tanto, el detector 600 de retardo de fase es un detector de retardo de fase basado en tiempo que detecta los retardos de fase indicados por la señal de retardo de fase O utilizando un proceso basado en tiempo.
La figura 7 representa formas 700 de onda de ejemplo que representan un ciclo 702 de señal modulada en fase VO y formas de onda de pulso de la señal CS1 de control del conmutador de PFC. En al menos un modo de realización, el controlador 302 de PFC continúa pulsando el conmutador 306 de PFC, es decir, enciende y apaga el conmutador 306 de PFC, durante los retardos de fase de la señal modulada en fase Vo para aumentar la resistencia efectiva Reff 1 del circuito 304 excitador de LED con PFC sin componentes externos adicionales y sin pérdida adicional de eficiencia.
Los retardos de fase a2 del ciclo 702 de la señal modulada en fase Vo indican niveles de atenuación para los LED. El aumento de los retardos de fase indica un aumento de los niveles de atenuación y la disminución de la demanda de potencia del circuito excitador de LED con PFC. Haciendo referencia a las figuras 3 y 7, los semiciclos 704 y 706 de la señal modulada en fase Vo incluyen cada uno respectivas zonas 708 y 710 activas (sin cortes) que tienen un período de tiempo activo Ta (denominado "período activo Ta"). El período activo Ta más el retardo de fase a2 es igual al período de semiciclo T/2 del ciclo 702. Haciendo referencia a la figura 1, el circuito excitador con PFC convencional y los controladores, como el circuito 106 excitador de fuente de luz, cortan la corriente de salida Ísalida durante el retardo de fase a2. La señal modulada en fase Vo de la figura 1 a menudo tiene ondulaciones durante el retardo de fase a2 que pueden causar problemas, como hacer que los flancos de la señal modulada en fase Vo sean difíciles de detectar.
Haciendo referencia a las figuras 3 y 7, en al menos un modo de realización, durante el retardo de fase a2. El controlador 302 de PFC genera pulsos 712 que disminuyen la resistencia efectiva Reff_1 de la señal CS1 de control del conmutador de PFC y atenúan las ondulaciones de la señal modulada en fase Vo durante el retardo de fase a2. Al atenuar las ondulaciones de la señal modulada en fase Vo durante a2, la señal modulada en fase Vo es de aproximadamente 0V durante el retardo de fase a2 como se muestra en el ciclo 702. Atenuar las ondulaciones facilita una detección de flancos más precisa por el detector 318 de retardo de fases. Una detección de flancos más precisa facilita una determinación más precisa del nivel de atenuación indicado por la señal modulada en fase Vo y una determinación más precisa de la tensión máxima Vo_pk. Los periodos y ciclos de trabajo de la señal CS1 de control del conmutador de PFC durante el retardo de fase a2 no están dibujados a escala. En al menos un modo de realización, los periodos y ciclos de trabajo de la señal de control del conmutador de PFC CS1 son suficientes para atenuar las ondulaciones de la señal modulada en fase Vo. En al menos un modo de realización, el período de la señal CS1 de control del conmutador de PFC durante el retardo de fase a2 es de 0,0001 segundos a 0,0002 segundos, lo que equivale a una frecuencia de conmutación que varía de 10kHz a 20kHz. Mantener un atenuador, como el atenuador 104 (figura 1) cargado durante los retardos de fase, mejora el rendimiento del atenuador,
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eliminando, por tanto, la necesidad del circuito 282 de amortiguación adicional del excitador 280 de lámpara LED (figura 2).
En general, durante el período activo Ta de la señal modulada en fase Vo, el controlador 302 de PFC determina los anchos de pulso de la señal CSi de control del conmutador de PFC de acuerdo con la ecuación [1]. Sin embargo, a medida que aumenta el retardo de fase a2, el ciclo de trabajo de la señal CSi de control del conmutador de PFC también disminuye. En al menos un modo de realización, una vez que el ciclo de trabajo de la señal CSi de control del conmutador de PFC está por debajo de un umbral de ciclo de trabajo, el término [1-(V¡p/Vci)] de la ecuación [1] se convierte en aproximadamente 1. En consecuencia, en al menos un modo de realización, una vez que el ciclo de trabajo del controlador 302 de PFC está por debajo del umbral del ciclo de trabajo, el controlador 302 de PFC genera los pulsos 714 de la señal CS1 de control del conmutador de PFC con un ancho de pulso constante y un ciclo de trabajo constante. En al menos un modo de realización, el controlador 302 de PFC genera pulsos 714 dentro de un rango de frecuencia de 25kHz a 150kHz para evitar las frecuencias de audio en el extremo de baja frecuencia y evitar las ineficiencias de conmutación en el extremo de alta frecuencia. Además, en aplicaciones de iluminación, se evitan las frecuencias asociadas con dispositivos electrónicos comerciales, como los controles remotos de infrarrojos. En al menos un modo de realización, el umbral del ciclo de trabajo concreto es una cuestión de elección de diseño y, por ejemplo, se elige un ciclo de trabajo donde el término [1-(V$/Vd)] de la ecuación [1] llega a ser aproximadamente 1, de modo que la disminución del ciclo de trabajo no tiene un efecto inadmisible en el rendimiento del sistema 300 de iluminación. En al menos un modo de realización, el umbral del ciclo de trabajo es de 0,4.
Los pulsos 716 de la señal CS1 de control representan un intervalo 718 de tiempo ampliado de los pulsos 714 para ilustrar los anchos de pulso constantes de los pulsos 714. Los pulsos 716 son de ejemplo y no necesariamente a escala. La duración del intervalo 718 es Ta/X, y X es un factor igual a 5/(frecuencia de la señal CS1 de control del conmutador de PFC).
La figura 8 muestra un modelo de resistencia efectiva del circuito 304 excitador de LED con PFC. El circuito 304 excitador de LED con PFC tiene una resistencia efectiva REFF_ desde el punto de vista de una fuente de tensión de red como la fuente 101 de tensión de CA (figura 1). En al menos un modo de realización, el controlador 302 de PFC genera una señal de control del conmutador de PFC CS1 para hacer que el circuito 304 excitador de LED con PFC responda al nivel de atenuación indicado por la señal de retardo de fase O sin disminuir la resistencia efectiva Reff_1 del circuito 304 excitador de LED con PFC, según lo percibido por una fuente de tensión del circuito 304 excitador de LED con PFC, a medida que aumenta el nivel de atenuación indicado por la señal. Evitando que la resistencia efectiva Reff_1 del circuito 304 excitador de LED con PFC disminuya a medida que aumentan los niveles de atenuación, se conserva la potencia.
En al menos un modo de realización, el procesador 316 de señales digitales supervisa la demanda de potencia del aparato 322 de LED supervisando el valor de la variable de demanda de potencia P en la ecuación [1]. A medida que la demanda de potencia del aparato 322 de LED disminuye debido a, por ejemplo, un aumento de la atenuación, el valor de la variable de demanda de potencia P disminuye. Al determinar el ancho de pulso de la señal CS1 de control del conmutador de PFC de acuerdo con la ecuación [1], el procesador 316 de señales digitales disminuye el ancho del pulso y, por tanto, el ciclo de trabajo de la señal CS1 de control del conmutador de PFC. La disminución del ciclo de trabajo de la señal CS1 de control del conmutador de PFC evita que la resistencia efectiva Reff_1 aumente al aumentar los niveles de atenuación.
La figura 9 muestra relaciones de ejemplo entre la señal Vo modulada en fase y la corriente del inductor Íl1 sin atenuación en la vista 902 y con la atenuación en la vista 904. Haciendo referencia a las figuras 3 y 9, la resistencia efectiva Refe_1 del circuito 304 excitador de carga con PFC es igual a Vo/Íl1. En la vista 902, la señal modulada en fase Vo no tiene retardos de fase, lo que indica que no hay atenuación. Debido a que el circuito 304 excitador de carga con PFC tiene corregido el factor de potencia, la corriente de inducción Íl1 sigue y está en fase con la señal modulada en fase V$. En la vista 904, la señal modulada en fase Vo incluye retardos de fase a1 y a2, lo que indica atenuación. Las formas de onda con líneas discontinuas 906 y 908 representan los valores de la corriente de inducción iL1 si la corriente de inducción iL1 no ha disminuido con la atenuación. Las formas de onda 910 y 912 con línea continua indican el valor real de la corriente de inducción iL1 controlada por el controlador 302 de PFC. Por tanto, la resistencia efectiva Reff_1 del circuito 304 excitador de carga con PFC no disminuye a medida que aumentan los niveles de atenuación y, en al menos un modo de realización, de hecho, aumenta a medida que aumentan los niveles de atenuación.
La figura 10 representa una relación 1000 gráfica de ejemplo entre los ciclos de trabajo de la señal de control del conmutador de PFC CS1 y la tensión de enlace Vc1. Haciendo referencia a las figuras 3 y 10, el circuito 304 excitador de carga con PFC aumenta la señal modulada en fase VO a diferentes tensiones de enlace VC1, dependiendo del ciclo de trabajo de la señal CS1 de control del conmutador de PFC. La disminución de la demanda de potencia del aparato 322 de LED da como resultado un valor decreciente de la variable de demanda de potencia P en la ecuación [1]. De acuerdo con la ecuación [1], el controlador 302 de PFC responde a la disminución de la demanda de potencia por parte del aparato 322 de LED disminuyendo el ciclo de trabajo de la señal CS1 de control del conmutador de PFC. La disminución de la demanda de potencia por el aparato 322 de LED es causada, por ejemplo, por la atenuación de los LED del aparato 322 de LED. En al menos un modo de realización, aumentar la
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señal modulada en fase V$ a la tensión de enlace alta Vcl_h da como resultado un aumento de 120VCA a aproximadamente unos 400V de tensión de corriente continua. A medida que el ciclo de trabajo de la señal CSi de control del conmutador de PFC disminuye con la disminución de la demanda de potencia por el aparato 322 de LED, el circuito 304 excitador de carga con PFC pierde eficiencia a través de, por ejemplo, las pérdidas de conmutación asociadas con el conmutador 306.
Por consiguiente, en al menos un modo de realización, el controlador 302 de PFC genera la señal CS1 de control del conmutador de PFC modulada por el ciclo de trabajo para controlar la tensión de enlace regulada Vc1 del circuito 304 excitador de LED con PFC. El controlador 302 de PFC disminuye la tensión de enlace Vc1 desde un valor de tensión de enlace alto VCi_H a un valor de tensión de enlace bajo VCi_L cuando el ciclo de trabajo de la señal CS1 de control del conmutador PFC disminuye a un valor entre cero y un umbral de ciclo de trabajo dCth. El valor concreto del umbral de ciclo de trabajo DCth es una cuestión de elección de diseño y, por ejemplo, se elige para aumentar la eficiencia del circuito 304 excitador de carga con PFC al tiempo que proporciona una tensión de enlace Vc1 adecuada para satisfacer las necesidades de demanda de potencia del aparato 322 de LED. En al menos un modo de realización, el umbral de ciclo de trabajo DCth se establece en 0,5. En al menos un modo de realización, para la señal modulada en fase V$ que tiene un pico de tensión V$_pk de 120V, la tensión de enlace alta Vci_h es cualquier valor dentro de un rango de aproximadamente 200V a 400V para una tensión de enlace baja Vci_l que tiene un valor respectivo dentro de un rango de aproximadamente 120V a 175V.
La pendiente y la forma de la transición 1002 desde la tensión de enlace alta Yci_h a la tensión de enlace baja Vci_l son cuestiones de elección de diseño y dependen, por ejemplo, de una transición deseada entre la tensión de enlace alta Vci_h y la tensión de enlace baja Vci_l. En al menos un modo de realización, la pendiente es de 90 grados, lo que indica dos valores posibles, Vci_h y Vci_l para la tensión de enlace Vci. En otros modos de realización, la pendiente es menor de 90 grados e indica valores múltiples de tensión de enlace Vci entre la tensión de enlace alta Vci_h y la tensión de enlace baja Vci_l. La forma de la transición 1002 puede ser lineal o no lineal.
Las figuras 11 y 12 representan modos de realización de ejemplo de un aparato 322 de LED. El aparato 1100 de LED incluye uno o más LED(s) 1102. El(los) LED(s) 1102 puede(n) ser de cualquier tipo de LED, incluyendo blanco, ámbar, otros colores o cualquier otra combinación de colores de LED. Además, el(los) LED(s) 1102 puede(n) configurarse en cualquier tipo de disposición física, como lineal, circular, espiral o cualquier otra disposición física. En al menos un modo de realización, cada uno de el(los) LED(s) 1102 está(n) conectado(s) en serie. El condensador 1104 está conectado en paralelo con el/los LED(s) 1102 y proporciona un filtro para proteger el(los) LED(s) 1102 de las señales de CA. El inductor 1106 nivela la energía de la corriente de LED Ísalida para mantener una corriente aproximadamente constante de ísalida cuando el conmutador 306 de PFC está ENCENDIDO. El diodo 1108 permite un flujo continuo de corriente cuando el conmutador 306 de PFC está APAGADO.
En el sistema 1210 de LED de conmutación, el inductor 1212 está conectado en serie con el(los) LED(s) 1102 para proporcionar almacenamiento de energía y filtrado. El inductor 1212 suaviza la energía de la corriente de LED ísalida para mantener una corriente aproximadamente constante de ísalida cuando el conmutador 306 de PFC está ENCENDIDO. El diodo 1214 permite un flujo de corriente continuo cuando el conmutador 306 de PFC está APAGADO. Aunque se han descrito dos modos de realización específicos de aparato 322 de LED, el aparato 322 de LED puede ser cualquier LED, matriz de LED(s) o cualquier sistema de LED de conmutación.
Por tanto, un controlador 302 de PFC determina al menos un parámetro de control de corrección del factor de potencia a partir de los retardos de fase de la señal modulada en fase V$.
En al menos un modo de realización, a medida que disminuye el nivel de atenuación, el controlador 302 de PFC disminuye un ciclo de trabajo del conmutador 306 de PFC en el circuito 304 excitador de LED con PFC para hacer que el circuito 304 excitador de LED con PFC disminuya la corriente de salida suministrada a los LED. Cuando la señal modulada en fase V$ indica un nivel de atenuación por debajo de un valor umbral Oth, el controlador 302 de PFC mantiene un ciclo de trabajo aproximadamente constante del conmutador 306 de PFC para, por ejemplo, mantener la eficiencia de conmutación sin sacrificar de manera significativa la corrección del factor de potencia.
En al menos un modo de realización, el controlador 302 de PFC genera una señal CS2 de control del conmutador de PFC para hacer que el circuito 304 excitador de LED con PFC responda a niveles de atenuación decrecientes que sean indicados por una señal de atenuación, como la señal modulada en fase V$, sin disminuir una resistencia efectiva del circuito 304 excitador de LED con PFC.
En al menos un modo de realización, el controlador 302 de PFC genera una señal CS1 de control del conmutador de PFC modulada por el ciclo de trabajo para controlar una tensión de enlace regulada VC1 del circuito 304 excitador de LED con PFC y disminuye la tensión de enlace VC1 cuando un ciclo de trabajo de la señal CS1 de control del conmutador de PFC disminuye a un valor entre cero y un valor umbral de ciclo de trabajo DCth.
Aunque la presente invención se ha descrito en detalle, ha de entenderse que se pueden realizar diversos cambios, sustituciones y alteraciones al presente documento sin apartarse del alcance de la invención tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.
Claims (22)
- 51015202530354045505560REIVINDICACIONES1. Un sistema de iluminación de diodo emisor de luz (LED) que comprende:un controlador de corrección del factor de potencia (PFC) caracterizado porque:una entrada para recibir una señal de retardo de fase que indica un retardo de fase de una señal de atenuación modulada en fase; yun procesador de señales digitales, acoplado a la entrada, para recibir la señal de retardo de fase y determinar un parámetro de control de funcionamiento de PFC a partir de la señal de retardo de fase y para generar una señal de control del conmutador de PFC utilizando el parámetro de funcionamiento determinado.
- 2. El sistema de iluminación LED de la reivindicación 1, que comprende, además:un detector de retardo de fase basado en tiempo para detectar el retardo de fase de la señal modulada en fase y generar la señal de retardo de fase como una señal digital.
- 3. El sistema de iluminación LED de la reivindicación 1, en donde el procesador de señales digitales está además configurado para ejecutar un algoritmo de estado de señal de control para determinar el ancho de pulso de la señal de control del conmutador de PFC.
- 4. El sistema de iluminación LED de la reivindicación 1, en donde el parámetro de funcionamiento se determina utilizando al menos una tensión máxima de la señal de atenuación modulada en fase.
- 5. El sistema de iluminación LED de la reivindicación 1, en donde la señal de retardo de fase indica un nivel de atenuación y el controlador de PFC está configurado además para generar una señal de control del conmutador de PFC para hacer que un circuito excitador de LED con PFC responda al nivel de atenuación indicado por la señal de retardo de fase, disminuyendo el ciclo de trabajo de la señal de control del conmutador de PFC y, por lo tanto, manteniendo una resistencia efectiva del circuito excitador de LED con PFC, según lo percibe una fuente de tensión del circuito excitador de LED con PFC, a medida que el nivel de atenuación indicado por la señal de retardo de fase aumenta.
- 6. El sistema de iluminación LED de la reivindicación 1, en donde el controlador de PFC está además configurado para generar una señal de control modulada en el ciclo de trabajo para controlar una tensión de enlace regulada de un circuito excitador de LED con PFC y para disminuir la tensión de enlace cuando un ciclo de trabajo de la señal de control disminuye a un valor entre cero y un valor umbral de ciclo de trabajo.
- 7. El sistema de iluminación LED de la reivindicación 1, en donde el controlador de PFC está configurado además para generar anchos de pulso aproximadamente constantes para la señal de control del conmutador de PFC durante cada ciclo de señal modulada en fase cuando un ciclo de trabajo de la señal de control del conmutador de PFC está por debajo de un umbral predeterminado.
- 8. El sistema de iluminación LED de la reivindicación 1, en donde el controlador de PFC está además configurado para generar pulsos para la señal de control del conmutador de PFC durante los retardos de fase de la señal modulada en fase, en donde los anchos de pulso y los ciclos de trabajo de los pulsos de la señal de control del conmutador de PFC generados durante los retardos de fase son suficientes para atenuar la ondulación de la señal modulada en fase durante los retardos de fase de la señal modulada en fase.
- 9. El sistema de iluminación LED de la reivindicación 8, en donde los pulsos de la señal de control del conmutador de PFC generados durante los retardos de fase tienen un período significativamente mayor que el período de los pulsos de la señal de control del conmutador de PFC durante un período activo de señal modulada en fase.
- 10. Un método para controlar un sistema de iluminación de diodo emisor de luz (LED), el método caracterizado por los pasos de recibir una señal de retardo de fase que indica un retardo de fase de una señal de atenuación modulada en fase;determinar un parámetro de control de funcionamiento de PFC a partir de la señal de retardo de fase usando un procesador de señales digitales; ygenerar una señal de control del conmutador de PFC usando el parámetro de funcionamiento determinado.
- 11. El método de la reivindicación 10, que comprende, además:detectar el retardo de fase de la señal modulada en fase utilizando un detector de retardo de fase basado en tiempo; ygenerar la señal de retardo de fase como una señal digital.510152025303540455055
- 12. El método de la reivindicación 10, que comprende, además:ejecutar un algoritmo de estado de la señal de control para determinar el ancho de pulso de la señal de control del conmutador de PFC.
- 13. El método de la reivindicación 10, en donde el parámetro de funcionamiento se determina utilizando al menos una tensión máxima de la señal de atenuación modulada en fase.
- 14. El método de la reivindicación 10, en donde la señal de retardo de fase indica un nivel de atenuación, el método que comprende, además:generar una señal de control de corrección del factor de potencia para hacer que un circuito excitador de LED con PFC responda al nivel de atenuación indicado por la señal de retardo de fase, al disminuir el ciclo de trabajo de una señal de control del conmutador de PFC y, por tanto mantener una resistencia efectiva del circuito excitador de carga de PFC, tal como lo percibe una fuente de tensión del circuito excitador de carga de PFC, a medida que aumenta el nivel de atenuación indicado por la señal de retardo de fase.
- 15. El método de la reivindicación 10, que comprende, además:generar una señal de control modulada por ciclo de trabajo para controlar una tensión de enlace regulada de un circuito excitador de LED con PFC; ydisminuir la tensión de enlace cuando un ciclo de trabajo de la señal de control disminuye a un valor entre cero y un valor umbral de ciclo de trabajo.
- 16. El método de la reivindicación 10, que comprende, además:generar anchos de pulso aproximadamente constantes para la señal de control del conmutador de PFC durante cada ciclo de señal modulada en fase cuando un ciclo de trabajo de la señal de control del conmutador de PFC está por debajo de un umbral predeterminado.
- 17. El método de la reivindicación 10, que comprende, además:generar pulsos para la señal de control del conmutador de PFC durante los retardos de fase de la señal modulada en fase, en donde los anchos de pulso y los ciclos de trabajo de los pulsos de la señal de control del conmutador de PFC generados durante los retardos de fase son suficientes para atenuar la ondulación de la señal modulada en fase durante los retardos de fase de la señal modulada en fase.
- 18. El método de la reivindicación 17, en donde los pulsos de la señal de control del conmutador de PFC generados durante los retardos de fase tienen un período significativamente mayor que un período de los pulsos de la señal de control del conmutador de PFC durante un período activo de señal modulada en fase.
- 19. El sistema de iluminación de la reivindicación 5, en donde el controlador de PFC está además configurado para disminuir un ciclo de trabajo de la señal de control del conmutador de PFC a medida que el nivel de atenuación disminuye hasta que el nivel de atenuación alcanza un umbral de nivel de atenuación y para mantener el ciclo de trabajo de la señal de control del conmutador de PFC aproximadamente constante para niveles de atenuación por debajo del umbral del nivel de atenuación.
- 20. El sistema de iluminación de la reivindicación 5, en donde el controlador de PFC está configurado además para aumentar la resistencia efectiva del circuito excitador de carga de PFC a medida que disminuye el nivel de atenuación indicado por la señal de atenuación.
- 21. El método de la reivindicación 14, que comprende, además:disminuir un ciclo de trabajo de la señal de control del conmutador de PFC a medida que el nivel de atenuación disminuye hasta que el nivel de atenuación disminuye a un umbral de nivel de atenuación; y mantener el ciclo de trabajo de la señal de control del conmutador de PFC aproximadamente constante para niveles de atenuación por debajo del umbral de nivel de atenuación.
- 22. El método de la reivindicación 14, que comprende, además:aumentar la resistencia efectiva del circuito excitador de carga de PFC a medida que disminuye el nivel de atenuación indicado por la señal de atenuación.
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