ES2709325T3 - Sistema de iluminación LED - Google Patents

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Klaas Jacob Lulofs
Wit Lino Adriaan Nicolaas Wilhelm De
Peter Hubertus Franciscus Deurenberg
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Abstract

Sistema de iluminación LED que comprende: - un circuito de alimentación que comprende terminales de entrada (K1, K2) para conectarse a una fuente de alimentación y terminales de salida (K3, K4) y un circuito excitador (I, II) acoplado entre los terminales de entrada y los terminales de salida para generar una corriente LED, y que comprende un circuito (II) de control del excitador con un terminal de entrada (K7) para recibir una señal de control de la corriente y para determinar la corriente LED en función de la señal de control de la corriente, - al menos un módulo LED que comprende terminales de entrada (K5, K6) para acoplarse a los terminales de salida del circuito de la fuente de alimentación, una carga LED (LS) acoplada entre los terminales de entrada (K5, K6) y un circuito de control del módulo para generar la señal de control de la corriente que es una señal que comprende una primera parte que tiene una primera amplitud durante un primer lapso de tiempo, representando la duración del primer lapso de tiempo una magnitud deseada de la corriente LED, caracterizado por que dicho circuito de control del módulo comprende un acoplamiento de CA de la señal de control de la corriente con el terminal de entrada del circuito de control del excitador.

Description

DESCRIPCION
Sistema de iluminacion LED
CAMPO DE LA INVENCION
La invencion se refiere a un sistema de iluminacion LED que comprende un circuito de alimentacion y uno o mas modulos LED. De manera mas particular, la invencion se refiere a un sistema de iluminacion LED, en donde el circuito de alimentacion ajusta la potencia suministrada a los LED en los modulos LED en funcion de las senales generadas por la circuitena comprendida en los modulos LED, dependiendo dichas senales, a su vez, de la potencia nominal de los LED comprendidos en el modulo LED.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
Los sistemas de iluminacion basados en LED se usan a una escala cada vez mayor.
Los LED tienen una alta eficiencia y una vida util larga. En muchos sistemas de iluminacion, los LED tambien ofrecen una eficiencia optica mayor que otras fuentes de luz. Como consecuencia, los LED ofrecen una interesante alternativa para fuentes de luz de sobra conocidas, tales como lamparas fluorescentes, lamparas de descarga de alta intensidad y lamparas incandescentes.
Los sistemas de iluminacion basados en LED a menudo comprenden un circuito de alimentacion que suministra potencia a los LED comprendidos en uno o mas de los modulos LED que, al menos durante la operacion, se conectan electricamente a los terminales de salida del circuito de alimentacion. Normalmente, la corriente total suministrada por el circuito de alimentacion depende del numero de modulos LED conectados al circuito de alimentacion y, de manera mas particular, de la corriente deseada que requieren y que es adecuada para cada uno de los modulos LED y, posiblemente, tambien de la temperatura de los modulos LED. Cada modulo LED LM comprendido en un sistema de iluminacion LED llamado Fortimo, fabricado por Philips, que se encuentra actualmente en el mercado y que se muestra en la Fig. 1, comprende un primer reostato Rset que tiene una resistencia que representa la corriente deseada adecuada para los LED comprendidos en el modulo LED. Cada modulo LED LM comprende tambien un segundo reostato n Tc con una resistencia que depende de la temperatura. Cuando uno de estos modulos LED LM se conecta al circuito de alimentacion PSC, un circuito MC, que esta comprendido en el circuito de alimentacion PSC, provoca que fluya una corriente a traves del primer reostato Rset y que fluya otra corriente a traves del segundo reostato NTC. Se miden las tensiones a lo largo de cada uno de los reostatos y el valor de la resistencia de cada uno de los reostatos se determina mediante el circuito MC, a partir de la tension medida a lo largo de cada uno de los reostatos. A partir de estos datos, la parte del circuito MC obtiene un valor para la corriente LED. Un circuito excitador DC, que esta comprendido en el circuito de alimentacion PSC, ajusta posteriormente al valor obtenido la corriente suministrada hacia los modulos LED.
Una importante desventaja de este sistema y de este metodo de la tecnica anterior es que se requieren tres cables para conectar los reostatos en los modulos LED con la circuitena comprendida en el circuito de alimentacion. Esto hace que estos sistemas de iluminacion LED existentes sean demasiado complejos. Ademas, en caso de que el sistema de iluminacion LED comprenda mas de un modulo LED, esta tecnica anterior no permite disponer mas de un modulo LED en serie o en paralelo de acuerdo con la preferencia de un usuario.
El documento US 2008/074061 divulga un circuito de excitacion para una fuente de luz. El circuito es adecuado para una fuente de luz con una pluralidad de diodos emisores de luz. El circuito incluye una primera unidad de modulacion por ancho de pulsos y una unidad de conversion de potencia. La primera unidad de PWM (modulacion por ancho de pulsos, por sus siglas en ingles) genera una primera senal de PWM. La unidad de conversion de potencia genera una senal de tension de excitacion para controlar la fuente de luz para que realice una operacion de polarizacion directa o una operacion de polarizacion inversa de acuerdo con el ciclo de servicio de la primera senal de PWM.
SUMARIO DE LA INVENCION
La invencion pretende proporcionar un sistema de iluminacion LED menos complejo, que sea mas facil de fabricar y tambien mas facil de instalar, y que permita una disposicion tanto en serie como paralela de los modulos LED en un unico circuito de alimentacion.
De acuerdo con un primer aspecto de la invencion, se proporciona un sistema de iluminacion LED, que comprende un circuito de alimentacion y al menos un modulo LED. El circuito de alimentacion comprende terminales de entrada para conectarse a una fuente de alimentacion y terminales de salida, y un circuito excitador acoplado entre los terminales de entrada y los terminales de salida para generar una corriente LED, comprendiendo el circuito excitador un circuito de control del excitador con una entrada para recibir una senal de control de la corriente y para generar una corriente LED en funcion de la senal de control de la corriente. El al menos un modulo LED comprende terminales de entrada para acoplarse a los terminales de salida del circuito de alimentacion, una carga LED acoplada entre los terminales de entrada y un circuito de control del modulo para generar la senal de control de la corriente como una senal que comprende una primera parte que tiene una primera amplitud durante un primer lapso de tiempo, representando la duracion del primer lapso de tiempo una magnitud deseada de la corriente LED, comprendiendo dicho circuito de control del modulo un acoplamiento de CA de la senal de control de la corriente al terminal de entrada del circuito de control del excitador. El acoplamiento de CA puede implementarse, por ejemplo, a traves de un terminal de acoplamiento.
La senal de control de la corriente tiene una forma preferentemente de onda cuadrada. Solo se necesita un cable para que la comunicacion entre el modulo LED y el circuito de alimentacion comunique la senal de control de la corriente. Como consecuencia, el sistema de iluminacion LED de acuerdo con la invencion, en comparacion, es simple y facil de fabricar y de instalar. Ademas, en caso de que el sistema de iluminacion LED comprenda mas de un modulo LED, la comunicacion de la senal de control de la corriente a traves del acoplamiento de CA es compatible con una disposicion tanto paralela como en serie de los modulos LED entre los terminales de salida del circuito de alimentacion, de modo que asf aumentan las posibilidades y los grados de libertad del sistema de iluminacion LED.
De acuerdo con un segundo aspecto, se proporciona un metodo para operar al menos un modulo LED que comprende una carga LED por medio de un circuito excitador comprendido en un circuito de alimentacion, que comprende las siguientes etapas:
- generar una senal de control de la corriente como una senal que comprende una primera parte que tiene una primera amplitud durante un primer lapso de tiempo, representando la duracion del primer lapso de tiempo una magnitud deseada de la corriente LED,
- comunicar la senal de control de la corriente a un terminal de entrada de un circuito de control del excitador a traves de un acoplamiento de CA,
- generar una corriente LED usando el circuito de control del excitador basandose en la senal de control de la corriente y suministrar la corriente LED a la carga LED.
Este metodo ofrece las mismas ventajas que un sistema de iluminacion LED de acuerdo con la invencion.
En una primera realizacion preferente de un sistema de iluminacion LED de acuerdo con la invencion, la senal de control de la corriente depende de la temperatura. Una senal de control de la corriente que depende de la temperatura permite determinar la temperatura del modulo LED o, mas particularmente, la temperatura de los LED, y hace posible ajustar la corriente generada por el circuito excitador, controlando de ese modo la temperatura de los LED.
En una realizacion preferente adicional de un sistema de iluminacion LED de acuerdo con la invencion, que la temperatura dependa de la senal de control de la corriente se realiza de tal forma que la senal de control de la corriente comprenda una segunda parte que tenga una segunda amplitud durante un segundo lapso de tiempo, representando la duracion del segundo lapso de tiempo la temperatura de los LED en el modulo LED. Esta particular dependencia de la temperatura permite, en comparacion, determinar facilmente la temperatura.
En una realizacion preferente adicional mas, la senal de control de la corriente es una senal periodica, en donde cada periodo comprende la primera parte de la senal de control de la corriente o la primera parte y la segunda parte de la senal de control de la corriente. En caso de que la realizacion preferente adicional mas comprenda al menos dos modulos LED, esta estana equipada preferentemente con circuitena para generar una senal combinada superponiendo las senales periodicas de control de la corriente generadas por los modulos LED y para suministrar la senal combinada al terminal de entrada del circuito de control del excitador.
Cabe destacar que la circuitena para generar una senal combinada puede ser simplemente una conexion conductiva entre los terminales de acoplamiento de los modulos LED.
En caso de que tal senal combinada se comunique al circuito de control del excitador, es ventajoso equipar el circuito de control del excitador con circuitena, para asf obtener las senales periodicas de control generadas por cada uno de los modulos LED a partir de la senal combinada.
En caso de que todas las senales periodicas se obtengan a partir de la senal combinada, se conoce la temperatura de cada modulo LED. De este modo, tambien se conoce el valor de la temperatura del modulo LED con la temperatura mas alta. En caso de que esta temperatura mas alta sea demasiado alta, es posible disminuir la corriente LED total hasta que la temperatura mas alta sea aceptable.
Tambien se conoce toda la magnitud de la corriente deseada para cada uno de los modulos LED. En caso, por ejemplo, de que una de las magnitudes de la corriente deseada difiera sustancialmente de las otras magnitudes de la corriente, puede concluirse que hay que reemplazar uno de los modulos LED.
Una senal indicadora de que uno de los modulos LED ha de intercambiarse puede suministrarse entonces, por ejemplo, a un sistema de control del edificio del que forma parte el sistema de iluminacion LED.
En otra realizacion preferente de acuerdo con la invencion, el circuito de control del modulo comprende un primer reostato con una resistencia que representa la magnitud deseada de la corriente LED, y el circuito de control del modulo comprende un circuito temporizador acoplado al primer reostato para generar la primera parte de la senal de control de la corriente, y en donde la duracion del primer lapso de tiempo es una funcion de la resistencia del primer reostato. Preferentemente, el circuito de control del modulo comprende un segundo reostato con una resistencia que depende de la temperatura, en donde el segundo reostato se acopla al circuito temporizador y el circuito temporizador es adecuado para generar la segunda parte de la senal de control de la corriente, y en donde la duracion del segundo lapso de tiempo es una funcion de la resistencia del segundo reostato. El uso de reostatos para codificar informacion en relacion con la magnitud de corriente LED deseada y la temperatura resulta economico y eficiente.
En otra realizacion preferente mas de un sistema de iluminacion LED de acuerdo con la invencion, el circuito excitador esta equipado con circuitena para accionar el circuito de control del modulo de uno o mas de los modulos LED conectado(s) al circuito de alimentacion para generar las primeras partes de las senales de control de la corriente, y con circuitena para generar una senal combinada superponiendo las senales de control de la corriente acopladas en CA y para suministrar la senal combinada al terminal de entrada del circuito de control del excitador, en donde el circuito de control del excitador esta equipado con circuitena para obtener las magnitudes deseadas de la corriente LED de los modulos LED a partir de la senal combinada.
En caso de que el sistema de iluminacion LED comprenda mas de un modulo LED, estos modulos LED se accionan simultaneamente para sincronizar las primeras partes de las senales de control de la corriente. El resultado de este accionamiento es que el terminal de entrada del circuito de control del excitador genera y recibe una senal combinada de todas las primeras partes. Puesto que todas las partes se sincronizan, estas comienzan en el mismo momento en el tiempo para que la duracion de todos los primeros lapsos de tiempo pueda obtenerse facilmente a partir de la senal combinada.
Preferentemente, en caso de que las senales de control de la corriente comprendan una primera y una segunda parte, el circuito de control del modulo esta equipado con circuitena para generar la segunda parte de la senal de control de la corriente inmediatamente despues de la primera parte, y el circuito de control del excitador comprende circuitena para determinar la temperatura de los LED en los modulos LED a partir de la senal combinada. En este caso, la informacion en relacion con la temperatura de los LED tambien esta presente en la senal combinada recibida en el terminal de entrada del circuito de control del excitador.
Con el fin de poder determinar incluso mejor la informacion en relacion con las temperaturas de los modulos LED, es aun mas preferente que el sistema de iluminacion LED comprenda circuitena para activar los circuitos de control del modulo de los modulos LED para generar las segundas partes de las senales de control de la corriente, despues de un tiempo de retardo que es mas largo que la primera parte mas larga posible de la senal de control de la corriente y comienza al mismo tiempo que las primeras partes de las senales de control de la corriente, y en donde el circuito de control del excitador comprende circuitena para obtener las temperaturas de los LED en los modulos LED a partir de los segundos lapsos de tiempo en la senal combinada.
La circuitena para activar los circuitos de control del modulo para generar las segundas partes de la senal de control de la corriente puede ser una circuitena comprendida en el circuito de control del excitador, que genera un segundo impulso de disparo despues del tiempo de retardo. Como alternativa, la circuitena para activar los circuitos de control del modulo para generar las segundas partes de las senales de control de la corriente puede estar comprendida en los circuitos de control del modulo de los modulos LED.
Puesto que los circuitos de control del modulo se activan simultaneamente para generar las segundas partes de las senales de control de la corriente, estas segundas partes tambien se sincronizan y, debido al tiempo de retardo, se separan completamente de las primeras partes de las senales de control de la corriente. Puesto que las segundas partes se sincronizan, las temperaturas de los modulos LED pueden determinarse mas facilmente y con mayor precision.
En caso de que los modulos LED esten dispuestos en paralelo, el circuito de control del excitador comprende preferentemente circuitena para determinar la corriente LED total suministrada a los modulos LED en funcion de la suma de las corrientes deseadas codificadas en las duraciones de los primeros lapsos de tiempo de las primeras senales de control de la corriente.
De manera similar, en caso de que los modulos LED esten dispuestos en serie, el circuito de control del excitador comprende, preferentemente, circuitena para determinar la corriente LED total suministrada a los modulos LED en funcion de la magnitud deseada mas pequena de la corriente LED representada por la duracion del primer lapso de tiempo en la primera senal de control de la corriente.
Preferentemente, el circuito de control del excitador comprende circuitena para disminuir la corriente LED total en caso de que una o mas de las segundas partes de las senales de control de la corriente indique(n) que la temperatura de al menos un modulo LED es demasiado alta.
En aun otra realizacion preferente mas de un sistema de iluminacion LED de acuerdo con la invencion, el circuito de control del modulo comprende una impedancia que depende de la temperatura en serie con el terminal de acoplamiento, y el circuito de control del excitador comprende circuitena para ajustar la corriente LED en funcion de las amplitudes de las senales de control de la corriente recibidas como una senal combinada en el terminal de entrada del circuito de control del excitador. En esta realizacion, la informacion sobre la temperatura se codifica en la amplitud de la primera parte de las senales de control de la corriente.
En caso de que la senal combinada se obtenga accionando los circuitos de control del modulo para que generen las senales de control de la corriente, las primeras partes de las senales de control de la corriente de los modulos LED se sincronizan. La senal combinada se comunica al terminal de entrada del circuito de control del excitador y, en caso de que la impedancia que depende de la temperatura sea un reostato que dependa de la temperatura del tipo NTC, la amplitud de la primera parte de la senal de control de la corriente del modulo LED con la temperatura mas alta sera mas alta que la de las otras primeras partes, y lo mismo es cierto para la amplitud de la contribucion de esta primera parte en la senal combinada. En caso de que la amplitud mas alta indique que la temperatura de los LED en el modulo LED que genera esa senal de control de la corriente es demasiado alta, esta puede usarse para efectuar una disminucion de la corriente LED.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
Las realizaciones de la invencion se describiran, ademas, haciendo uso de unos dibujos.
En los dibujos, la Fig. 1 muestra una realizacion de un sistema de iluminacion LED de la tecnica anterior; las Figs. 2-5 muestran realizaciones respectivas de una fuente de luz LED de acuerdo con la invencion;
la Fig. 6 muestra una senal de control de la corriente generada por la fuente de luz LED mostrada en la Fig. 2 como una funcion de tiempo;
la Fig. 7 muestra la senal combinada de las senales de control de la corriente generadas por modulos LED comprendidos en un sistema de iluminacion LED tal y como se muestra en la Fig. 3,
la Fig. 8 muestra la senal combinada de las senales de control de la corriente generadas por modulos LED comprendidos en el sistema de iluminacion LED mostrado en la Fig. 4 y
la Fig. 9 muestra la senal combinada de las senales de control de la corriente generadas por modulos LED comprendidos en el sistema de iluminacion LED mostrado en la Fig. 5.
DESCRIPCION DE LAS REALIZACIONES
En la Fig. 2, K1 y K2 son terminales de entrada de un circuito de alimentacion para conectarse a una fuente de tension de alimentacion. Los terminales de entrada K1 y K2 estan conectados a terminales de entrada de la parte I del circuito. Los terminales de salida primero y segundo de la parte I del circuito estan conectados a un primer terminal de salida K3 y a un segundo terminal de salida K4 del circuito de alimentacion respectivamente. La parte II del control es un circuito de control del excitador. Un terminal de salida K8 de la parte II del circuito se acopla a un terminal de entrada de la parte I del circuito. La parte I del circuito y la parte II del circuito forman conjuntamente un circuito excitador para generar una corriente LED fuera de una tension de alimentacion suministrada por la fuente de tension de alimentacion. La parte II del circuito esta equipada con un terminal de entrada K7 para recibir una senal de control de la corriente y para generar una corriente LED en funcion de la senal de control de la corriente.
Los terminales K5 y K6 son terminales de entrada primero y segundo de un modulo LED para conectarse a los terminales de salida primero K3 y segundo K4 del circuito de alimentacion respectivamente. Los terminales de entrada K5 y K6 estan conectados por una carga LED LS. Los terminales de entrada K5 y K6 tambien estan conectados a terminales de entrada de un circuito de alimentacion de tension Vcc.
La parte III del circuito junto con los reostatos primero R1, segundo R2 y tercero R3, el condensador C1 y el terminal de acoplamiento K9 forma un circuito de control del modulo para generar la senal de control de la corriente. Un terminal de salida del circuito de alimentacion de la tension Vcc se acopla a un terminal de entrada de la parte III del circuito. El primer reostato R1 se conecta a los terminales de entrada de la parte III del circuito y tiene una resistencia que representa una magnitud deseada de la corriente LED. El segundo reostato R2 esta conectado a terminales de entrada adicionales de la parte III del circuito y tiene una resistencia que depende de la temperatura. La parte III del circuito es una parte de circuito para generar una senal periodica con forma de onda sustancialmente cuadrada, en donde cada periodo comprende una primera parte que tiene una primera amplitud durante un primer lapso de tiempo, en donde la duracion, o longitud, del primer lapso de tiempo es una funcion de la resistencia del primer reostato R1 y una segunda parte que tiene una segunda amplitud durante un segundo lapso de tiempo, en donde la duracion del segundo lapso de tiempo es una funcion de la resistencia del segundo reostato R2 que depende de la temperatura. La duracion del primer lapso de tiempo representa, de este modo, la magnitud deseada de la corriente LED y la duracion del segundo lapso de tiempo representa la temperatura de los LED en el modulo LED. Un terminal de salida de la parte III del circuito se conecta a un primer extremo de una disposicion en serie de un condensador C1 y un tercer reostato R3. Un segundo extremo de la disposicion en serie es un terminal de acoplamiento K9 para acoplar en CA la senal de control de la corriente al terminal de entrada K7 del circuito II de control del excitador.
Cabe destacar que la parte III del circuito puede implementarse, por ejemplo, haciendo uso de uno o varios circuitos integrados de temporizador universal (IC, por sus siglas en ingles), por ejemplo, el NE555 o una version multicanal de baja potencia de este.
La forma de la senal de control de la corriente se muestra en la Fig. 6. La primera amplitud de la senal periodica con forma de onda cuadrada es una tension positiva y la segunda amplitud es una tension negativa. En la Fig. 6, los valores absolutos de la amplitud primera y segunda se escogen sustancialmente iguales. Sin embargo, cabe destacar que esto no es necesario. At1 y At2 son las duraciones del primer y del segundo lapso de tiempo respectivamente.
La operacion de la fuente de luz LED mostrada en la Fig. 2 es de la siguiente manera. Durante la operacion, los terminales de entrada del modulo LED se acoplan a los terminales de salida del circuito de alimentacion y el terminal de acoplamiento K9 del modulo LED se acopla al terminal de entrada K7 del circuito de control del excitador del circuito de alimentacion. En caso de que los terminales de entrada K1 y K2 esten conectados a una fuente de alimentacion de tension, el circuito excitador genera una corriente LED que fluye a traves de la carga LED LS. El circuito de control del modulo genera la senal de control de la corriente como una senal periodica con forma de onda cuadrada, en donde cada periodo comprende una primera parte que tiene una primera amplitud durante un primer lapso de tiempo, que representa la magnitud deseada de la corriente LED, y una segunda parte que tiene una segunda amplitud durante un segundo lapso de tiempo que representa la temperatura de los LED en el modulo LED. En caso de que la fuente de luz LED comprenda solo un modulo LED, la senal de control de la corriente generada por este modulo de luz LED se comunica al terminal de entrada K7 del circuito de control del excitador. El circuito de control del excitador mide el primer lapso de tiempo y el segundo lapso de tiempo y, basandose en los resultados de las mediciones, determina la corriente LED deseada y la temperatura de los l Ed . Con este proposito, el circuito de control del excitador puede comprender, por ejemplo, un microprocesador y una tabla en la que los valores de las duraciones del primer y del segundo lapso de tiempo se relacionen con los valores de la corriente LED deseada y la temperatura, respectivamente. En caso de que la temperatura no sea demasiado alta, es decir, de que no este por encima de un valor maximo espedfico, el circuito de alimentacion puede suministrar posteriormente una corriente CC igual a la corriente deseada. De lo contrario, es decir, en caso de que la temperatura sea demasiado alta y este por encima de un valor maximo espedfico, la corriente CC suministrada a los LED puede disminuir, por ejemplo, hasta que la temperatura de los LED este en o por debajo de un valor maximo deseado y, de este modo, ya no sea demasiado alta.
En caso de que la fuente de luz LED comprenda mas de un modulo LED, las senales de control de la corriente generadas por los diferentes modulos LED se acoplan en CA al terminal de entrada K7 del circuito II de control del excitador y se superponen para formar una senal combinada. La senal combinada se suministra al terminal de entrada K7 del circuito II de control del excitador.
Cabe destacar que el acoplamiento de CA de la senal de control de la corriente provocara generalmente un desplazamiento de amplitud que depende del ciclo de servicio. Ademas, puesto que cada uno de una pluralidad de modulos LED genera una senal de control de la corriente al mismo tiempo y acopla esta senal de control de la corriente al terminal de entrada del circuito de control del excitador, la amplitud de cada una de las senales de control de la corriente disminuira generalmente debido a las impedancias de salida de los circuitos de control del modulo de los modulos LED. Segun la magnitud de estas impedancias y del numero de modulos LED, esta disminucion puede ser muy grande, por ejemplo, de aproximadamente un factor diez en caso de que se conecten diez modulos LED al circuito de alimentacion. Como consecuencia, la senal combinada presente en el terminal de entrada del circuito de control del excitador es una superposicion de todas estas senales fuertemente atenuadas.
El circuito de control del excitador esta equipado con circuitena para obtener las senales periodicas de control de la corriente generadas por cada uno de los modulos LED a partir de la senal combinada. Posteriormente, las corrientes LED deseadas pueden obtenerse a partir del primer lapso de tiempo de la primera parte de cada una de las senales de control de la corriente. En caso de que los modulos LED esten dispuestos en paralelo, el circuito excitador LED puede generar, por ejemplo, una corriente que sea igual a la suma de las corrientes deseadas obtenidas a partir de las primeras partes de cada una de las senales de control de la corriente de los modulos LED. En caso de que los modulos LED esten dispuestos en serie, la corriente LED generada por el circuito excitador puede ser igual a la mas baja de las corrientes deseadas representadas por los primeros lapsos de tiempo. En ambos casos, la corriente LED total generada por el excitador puede disminuir en caso de que uno o mas de los segundos lapsos de tiempo de las segundas partes de las senales de control de la corriente indique(n) que la temperatura de una de las cargas LED es demasiado alta.
En la Fig. 3 se muestra otra realizacion de un sistema de iluminacion LED de acuerdo con la invencion. Los componentes y las partes del circuito que son similares a aquellas de la primera realizacion mostrada en la Fig. 2 estan etiquetados/as con los mismos signos de referencia. En el modulo LED mostrado en la Fig. 3, las partes IIIA y IIIB del circuito, junto con los reostatos R1, R2 y R3, los condensadores C1 y C2, la puerta logica OR, el amplificador bufer AMP y el terminal de acoplamiento K9 forman conjuntamente un circuito de control del modulo. El primer reostato R1 se conecta a los terminales de entrada primero y segundo de la parte IIIA del circuito. El segundo reostato R2 se conecta a los terminales de entrada primero y segundo de la parte IIIB del circuito. Cabe destacar que una posible implementacion de tanto la parte IIIA del circuito como de la parte IIIB del circuito se basa en los circuitos integrados de temporizador universal, tal como, por ejemplo, el NE555. Un terminal de salida de la fuente de tension de alimentacion Vcc se conecta a un tercer terminal de entrada de la parte IIIA del circuito y a un tercer terminal de entrada de la parte IIIB del circuito. Un primer terminal de salida de la parte IIIA del circuito se conecta a un primer terminal de entrada de la puerta logica OR, a un cuarto terminal de entrada de la parte IIIB del circuito y a un terminal de entrada del amplificador bufer AMP.
Un terminal de salida del amplificador bufer AMP se conecta a un primer extremo de una disposicion en serie de un condensador C1 y un tercer reostato R3. Un segundo extremo de la disposicion en serie se conecta a un terminal de acoplamiento K9 para acoplar en CA la senal de control de la corriente al terminal de entrada K7 del circuito II de control del excitador y para recibir un impulso de disparo desde el circuito II de control del excitador. El condensador C2 conecta el terminal de acoplamiento K9 a un cuarto terminal de entrada de la parte IIIA del circuito. Un primer terminal de salida de la parte IIIB del circuito se conecta a un segundo terminal de entrada de la puerta logica Or .
La operacion de la fuente de luz LED mostrada en la Fig. 3 es de la siguiente manera. Durante la operacion, los terminales de entrada del modulo LED se acoplan a los terminales de salida del circuito de alimentacion y el terminal de acoplamiento K9 del modulo LED se acopla al terminal de entrada K7 del circuito de alimentacion. En caso de que los terminales de entrada K1 y K2 esten conectados a una fuente de alimentacion, el circuito excitador genera una corriente LED que fluye a traves de la carga LED LS. El circuito de control del excitador genera un impulso de disparo TP que se comunica con el cuarto terminal de entrada de la parte IIIA del circuito a traves de los terminales K7 y K9. Ambos terminales K7 y K9 funcionan, de este modo, no solo como un terminal de entrada o de salida, sino como terminales combinados de entrada/salida. El impulso de disparo acciona la parte IIIA del circuito para que genere la primera parte de la senal de control de la corriente en su primer terminal de salida. En el extremo de la primera parte de la senal de control de la corriente, la parte IIIB del circuito se acciona a traves de su cuarto terminal de entrada para generar la segunda parte de la senal de control de la corriente. La salida de la puerta logica OR solamente es alta cuando se genera la primera o la segunda parte de la senal de control de la corriente. Como consecuencia, el amplificador bufer AMP solo se habilita durante el lapso de tiempo primero y segundo y la senal presente en la salida del amplificador bufer AMP es alta durante el primer lapso de tiempo y baja durante el segundo lapso de tiempo.
La combinacion de la puerta logica OR y el bufer forma un circuito de habilitacion para presentar una senal de tres niveles al terminal de salida del circuito de control del modulo. Esta senal de tres niveles contiene dos estados activos. Durante el primer estado activo (correspondiente a la primera parte de la senal de control de la corriente) la salida es alta y, durante el segundo estado activo (correspondiente a la segunda parte de la senal de control de la corriente), la salida es baja. Durante el estado pasivo, no se genera ni la primera ni la segunda parte de la senal de control de la corriente y la salida del circuito de control del modulo se ajusta a una impedancia alta. Esto da como resultado cambios claramente identificables en la tension presente en el terminal de entrada del circuito de control del excitador durante los estados activos de los circuitos de habilitacion comprendidos en los circuitos de control del modulo, tambien cuando dos o mas modulos LED estan conectados al circuito de alimentacion. Usar esta realizacion de un circuito de habilitacion da como resultado una realizacion relativamente simple y efectiva para generar una senal de tres niveles. Cabe destacar, sin embargo, que tambien puede usarse otra circuitena. Cabe destacar, ademas, que puede prescindirse de un circuito de habilitacion en caso de que la senal de control de la corriente solo tenga dos estados, como en la realizacion de la Fig. 2 y en la realizacion mostrada en la Fig. 5. Tal y como se ha descrito anteriormente en el presente documento, la senal de control de la corriente generada por los modulos LED del sistema de iluminacion LED de la Fig. 2 es periodica y continua, para que en cualquier momento en el tiempo se genere o bien la primera o bien la segunda parte de la senal de control de la corriente. En la realizacion de la Fig. 5, la senal de control de la corriente solamente comprende la primera parte, para que en cualquier momento en el tiempo se genere la primera parte de la senal de control de la corriente o para que no se genere ninguna senal.
La senal de control de la corriente generada por un unico modulo LED como resultado del impulso de disparo generado por el circuito de control del excitador comprende, de este modo, una primera parte y una segunda parte de la senal de control de la corriente. En caso de que solamente se acople un modulo LED al circuito de alimentacion, esta senal de control de la corriente se comunica hasta el terminal de entrada K7 del circuito II de control del excitador a traves del condensador C1, el reostato R3 y el terminal K9, y la corriente LED deseada y la temperatura de los LED se obtienen de esta. Despues, la corriente LED real se ajusta en consecuencia.
En caso de que el sistema de iluminacion LED comprenda mas de un modulo LED, las senales de control de la corriente generadas por los modulos LED se comunican al terminal K7 del circuito de control del excitador mediante acoplamiento de CA y se superponen para formar una senal combinada que esta presente en el terminal K7. Puesto que la generacion de las senales de control de la corriente se acciona mediante el mismo impulso de disparo, todas las senales de control de la corriente generadas por los modulos LED estan sincronizadas, de modo que la primera parte de cada senal de control de la corriente comience en el mismo momento en el tiempo. En la Fig. 7 se muestra la senal combinada resultante. En la primera parte de esta senal combinada, el periodo de tiempo mas pequeno o lapso AtlMiN se corresponde con la corriente LED deseada mas pequena y el periodo de tiempo mas grande o lapso AtlMAx se corresponde con la corriente deseada mas grande. Todas las corrientes LED deseadas pueden obtenerse a partir de los lapsos de tiempo comprendidos en la primera parte de la senal de suma. Cabe destacar que, incluso en caso de que todos los modulos LED esten disenados para la misma corriente deseada, la expansion en la resistencia real de los reostatos R1 comprendidos en los circuitos de control del modulo provocara diferencias pequenas en las duraciones de los primeros lapsos de tiempo de las senales de control de la corriente generadas por modulos LED diferentes. Esto puede verse en el centro de la Fig. 7, en el que hay multiples pasos entre AtlMiN y AtlMAx, cuando At1 M^N es el primer lapso de tiempo mas corto y At1 aax es el primer lapso de tiempo mas largo en la senal combinada.
Ademas, se observa que cada paso entre la primera y la segunda parte de la senal combinada es igual a la suma de la primera y de la segunda amplitud, puesto que la segunda parte de cada senal de control de la corriente se genera inmediatamente despues de la primera parte. Tambien puede verse que la corriente deseada de uno de los modulos LED es considerablemente mas pequena que la de todos los otros. Esto podna estar provocado por un error o un fallo y el circuito de control del excitador puede estar equipado, por ejemplo, con medios de comunicacion para informar de este fallo a un usuario o un sistema de control del edificio del que forma parte el sistema de iluminacion LED.
Puesto que las duraciones precisas de las primeras partes de las senales de control de la corriente no son identicas, no es posible determinar con exactitud las duraciones de las segundas partes de la senal de control de la corriente. En otras palabras, las temperaturas de los modulos LED no pueden evaluarse con exactitud porque esta claro cuando terminan los diferentes segundos lapsos de tiempo, pero no esta claro cuando ha comenzado un segundo lapso de tiempo. Esta incertidumbre puede tratarse haciendo los segundos lapsos de tiempo lo suficientemente largos para que la influencia del tiempo de comienzo se vuelva insignificante. Un segundo lapso de tiempo mas largo da como resultado una influencia mas pequena del tiempo de comienzo exacto en las temperaturas determinadas de los modulos LED.
Los datos comprendidos en la senal combinada en relacion con las corrientes LED deseadas y la temperatura de los LED se usan de la misma forma que en la realizacion mostrada en la Fig. 2 para controlar la corriente a traves de los LED en funcion de si los modulos LED estan dispuestos en paralelo o en serie.
Cabe destacar que los impulsos de disparo pueden repetirse periodicamente, para que, por ejemplo, pueda supervisarse la temperatura. Tambien cabe destacar que el sistema de iluminacion LED debe disenarse de tal forma que las senales generadas por los modulos no puedan dar como resultado el accionamiento de los modulos. Esto puede hacerse garantizando que la amplitud de las senales sea siempre mas pequena que la amplitud requerida para un impulso de disparo.
En la realizacion mostrada en la Fig. 4, la parte IIIB del circuito no se acciona para generar la segunda parte de la senal de control de la corriente por medio de la primera parte de la senal de control de la corriente, sino mediante una senal de accionamiento externa generada por el circuito de control del excitador. Por lo tanto, las diferencias en circuitena entre las realizaciones mostradas en la Fig. 4 y la Fig. 3 son las siguientes. En la Fig. 4, el primer terminal de salida de la parte IIIA del circuito no esta conectado al cuarto terminal de entrada de la parte IIIB del circuito. En vez de esto, el modulo LED comprende una parte IV del circuito. La parte IV del circuito es una parte del circuito para distribuir las senales de accionamiento generadas por el circuito II de control del excitador a la parte IIIA del circuito para generar la primera parte de la senal de control de la corriente y a la parte IIIB del circuito para generar la segunda parte de la senal de control de la corriente. La parte IV del circuito se activa mediante un impulso de disparo generado por el circuito excitador. Un terminal de entrada de la parte IV del circuito se conecta al terminal K9 y un primer terminal de salida se conecta al cuarto terminal de entrada de la parte IIIA del circuito. Un segundo terminal de salida de la parte IV del circuito se acopla a un cuarto terminal de entrada de la parte IIIB del circuito.
La operacion de la realizacion mostrada en la Fig. 4 es la siguiente.
En caso de que los terminales de entrada K1 y K2 esten conectados a una fuente de alimentacion, el circuito excitador genera una corriente LED que fluye a traves de la carga LED LS. El circuito de control del excitador genera un impulso de disparo que se comunica al terminal de entrada de la parte IV del circuito. La parte IV del circuito genera un impulso de disparo en su primer terminal de salida que acciona la parte IIIA el circuito para generar la primera parte de la senal de control de la corriente. Despues de un tiempo de retardo, el circuito de control del excitador genera nuevamente un impulso de disparo que se comunica a la parte IV del circuito. La parte IV del circuito genera un impulso de disparo en su segundo terminal de salida y acciona la parte IIIB del circuito para generar la segunda parte de la senal de control de la corriente. El tiempo de retardo se escoge de manera que sea mas largo que el primer lapso de tiempo mas largo posible. La primera y la segunda parte de la senal de control de la corriente se comunican al terminal de entrada K7 del circuito II de control del excitador y de ellas se obtienen la corriente LED deseada y la temperatura de los LED. Despues, la corriente LED real se ajusta en consecuencia.
En caso de que el sistema de iluminacion LED comprenda mas de un modulo LED, las senales de control de la corriente generadas por los modulos LED se superponen y la senal combinada resultante se comunica al terminal K7 del circuito de control del excitador. Puesto que la generacion de ambas partes de las senales de control de la corriente se acciona mediante un impulso de disparo, ambas partes de las senales de control de la corriente generadas por los modulos LED se sincronizan, para que las primeras partes de todas las senales de control de la corriente comiencen en el mismo momento en el tiempo y las segundas partes de todas las senales de control de la corriente tambien comiencen en el mismo momento en el tiempo. En la Fig. 8 se muestra la senal combinada resultante.
Tambien en esta realizacion, los valores de las corrientes LED deseadas de los diferentes modulos LED pueden obtenerse a partir de las diferentes duraciones o tamanos de los lapsos de tiempo comprendidos en la senal combinada de las senales de control de la corriente. Puesto que las segundas partes de la senal de control de la corriente tambien comienzan en el mismo momento en el tiempo, los valores de la temperatura de los LED en los diferentes modulos LED pueden obtenerse a partir de las diferentes duraciones de los lapsos de tiempo comprendidos en la senal combinada de las senales de control de la corriente.
Cabe destacar que, en vez de generar un segundo impulso de disparo con el circuito de control del excitador, tambien es posible, por ejemplo, incluir un temporizador en cada uno de los modulos LED que, despues del tiempo de retardo, active el modulo de control de la corriente para generar la segunda parte de la senal de control de la corriente.
La realizacion mostrada en la Fig. 5 difiere de la mostrada en la Fig. 3, en que no hay ninguna parte IIIB del circuito. Ademas, el reostato R3 regular se ha remplazado por el reostato R2 que depende de la temperatura. De manera mas particular, R2 es un reostato del tipo NTC que depende de la temperatura. Tambien se prescinde de la puerta logica "OR" y del amplificador bufer AMP, que forman el circuito de habilitacion.
La operacion de la realizacion mostrada en la Fig. 5 es la siguiente.
En caso de que los terminales de entrada K1 y K2 esten conectados a una fuente de alimentacion, el circuito excitador genera una corriente LED que fluye a traves de la carga LED LS. El circuito de control del excitador genera un impulso de disparo que se comunica al terminal de acoplamiento K9 y acciona la parte IIIA del circuito para generar la primera parte de la senal de control de la corriente. Esta senal de control de la corriente se comunica al terminal de entrada K7 del circuito de control del excitador. Puesto que el reostato R2 es del tipo NTC, la resistencia del reostato R2 se vuelve mas baja cuando la temperatura del modulo LED se vuelve mas alta. De manera mas particular, es deseable colocar el reostato R2 en una parte tal del modulo LED que refleje la temperatura de los l Ed . En caso de que la temperatura de los LED sea mas alta, la resistencia del reostato R2 es mas baja, para que la amplitud de la primera parte de la senal de control de la corriente sea mas alta. Esta amplitud puede medirse y la temperatura correspondiente puede obtenerse a partir de esta mediante el circuito de control del excitador. Con este fin, el circuito de control del excitador puede estar equipado con un microprocesador y con una memoria que comprenda una tabla que relacione los valores de la amplitud y el numero de modulos LED a los valores de la temperatura (tal y como se ha explicado anteriormente en el presente documento, la amplitud de una senal de control de la corriente en la senal combinada depende del numero de modulos LED conectados al circuito de alimentacion). En caso de que la temperatura sea demasiado alta, por ejemplo, mas alta que un valor de temperatura maximo definido, el circuito de control del excitador puede disminuir la corriente LED.
En caso de que el sistema de iluminacion LED comprenda mas de un modulo LED, se anaden las senales de control de la corriente generadas por los modulos LED, y la senal combinada se comunica al terminal K7 del circuito de control del excitador. Puesto que la generacion de las senales de control de la corriente (que solo comprenden las primeras partes en esta realizacion) se acciona mediante un impulso de disparo, las senales de control de la corriente generadas por los modulos LED se sincronizan, para que todas las senales de control de la corriente comiencen en el mismo momento en el tiempo. La senal combinada resultante se muestra en la Fig. 9 para un ejemplo de tres modulos LED. Al medir las amplitudes de las senales de control de la corriente comprendidas en la senal combinada, el circuito de control del excitador puede determinar las temperaturas de los LED en cada uno de los diferentes modulos LED cuando se conoce el numero de modulos LED conectados. A partir de la Fig. 9, puede verse que el modulo LED con el tamano de lapso de tiempo mas pequeno y, por lo tanto, la corriente LED deseada mas baja, tambien tiene la amplitud mas alta y, de este modo, la temperatura mas alta.
Aunque la invencion se ha ilustrado y descrito con detalle en los dibujos y en la descripcion precedente, tal ilustracion y descripcion han de considerarse ilustrativas o ejemplares y no restrictivas; la invencion no esta limitada a las realizaciones divulgadas.
Los expertos en la materia pueden entender y efectuar variaciones en las realizaciones divulgadas a la hora de practicar la invencion reivindicada, a partir de un estudio de los dibujos, de la divulgacion y de las reivindicaciones adjuntas. En las reivindicaciones, la expresion "que comprende" no excluye otros elementos o etapas, y el artfculo indefinido "un" o "una" no excluye una pluralidad. Un unico procesador u otra unidad puede satisfacer las funciones de los diversos artfculos citados en las reivindicaciones.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Sistema de iluminacion LED que comprende:
- un circuito de alimentacion que comprende terminales de entrada (K1, K2) para conectarse a una fuente de alimentacion y terminales de salida (K3, K4) y un circuito excitador (I, II) acoplado entre los terminales de entrada y los terminales de salida para generar una corriente LED, y que comprende un circuito (II) de control del excitador con un terminal de entrada (K7) para recibir una senal de control de la corriente y para determinar la corriente LED en funcion de la senal de control de la corriente,
- al menos un modulo LED que comprende terminales de entrada (K5, K6) para acoplarse a los terminales de salida del circuito de la fuente de alimentacion, una carga LED (LS) acoplada entre los terminales de entrada (K5, K6) y un circuito de control del modulo para generar la senal de control de la corriente que es una senal que comprende una primera parte que tiene una primera amplitud durante un primer lapso de tiempo, representando la duracion del primer lapso de tiempo una magnitud deseada de la corriente LED, caracterizado por que dicho circuito de control del modulo comprende un acoplamiento de CA de la senal de control de la corriente con el terminal de entrada del circuito de control del excitador.
2. Sistema de iluminacion LED segun la reivindicacion 1, en donde la senal de control de la corriente depende de la temperatura.
3. Sistema de iluminacion LED segun la reivindicacion 2, en donde la senal de control de la corriente comprende una segunda parte que tiene una segunda amplitud durante un segundo lapso de tiempo, representando la duracion del segundo lapso de tiempo la temperatura de los LED en el modulo LED.
4. Sistema de iluminacion LED segun la reivindicacion 1, 2 o 3, en donde la senal de control de la corriente es una senal periodica, en donde cada periodo comprende la primera parte de la senal de control de la corriente cuando depende de la reivindicacion 1 o 2, o la primera y la segunda parte de la senal de control de la corriente cuando depende de la reivindicacion 3.
5. Sistema de iluminacion LED segun la reivindicacion 1, 2 o 3, en donde el circuito de control del modulo comprende un primer reostato (R1) con una resistencia que representa la magnitud deseada de la corriente LED, y en donde el circuito de control del modulo comprende un circuito temporizador (III, IIIA, IIIB) acoplado al primer reostato (R1) para generar la primera parte de la senal de control de la corriente, y en donde la duracion del primer lapso de tiempo es una funcion de la resistencia del primer reostato (R1).
6. Sistema de iluminacion LED segun la reivindicacion 5 cuando depende de la reivindicacion 3, en donde el circuito de control del modulo comprende un segundo reostato (R2) con una resistencia que depende de la temperatura, en donde el segundo reostato (R2) se acopla en el circuito temporizador (III, IIIA, IIIB) y el circuito temporizador (III, IIIA, IIIB) es adecuado para generar la segunda parte de la senal de control de la corriente, y en donde la duracion del segundo lapso de tiempo es una funcion de la resistencia del segundo reostato (R2).
7. Sistema de iluminacion LED segun la reivindicacion 4, que comprende al menos dos modulos LED, en donde el circuito de control del excitador esta equipado con circuitena para obtener las senales periodicas de control de la corriente generadas por cada uno de los modulos LED, a partir de una senal combinada, formada por las senales periodicas de control de la corriente acopladas en CA superpuestas generadas por los modulos LED.
8. Sistema de iluminacion LED segun la reivindicacion 7, en donde el circuito de control del excitador esta equipado con circuitena para obtener las magnitudes deseadas de la corriente LED de los modulos LED a partir de la senal combinada.
9. Sistema de iluminacion LED segun la reivindicacion 8 cuando la reivindicacion 4 depende de la reivindicacion 3, en donde los circuitos de control del modulo comprenden circuitena para generar la segunda parte inmediatamente despues de la primera parte de la senal de control de la corriente, y en donde el circuito de control del excitador comprende circuitena para determinar las temperaturas de los LED en los modulos LED a partir de la senal combinada.
10. Sistema de iluminacion LED segun la reivindicacion 8 cuando la reivindicacion 4 depende de la reivindicacion 3, en donde el sistema de iluminacion LED comprende circuitena para activar los circuitos de control del modulo de los modulos LED para generar las segundas partes de las senales de control de la corriente despues de un tiempo de retardo que es mas largo que la primera parte mas larga posible de la senal de control de la corriente, y comienza al mismo tiempo que las primeras partes de las senales de control de la corriente, y en donde el circuito de control del excitador comprende circuitena para obtener las temperaturas de los LED en los modulos LED a partir de los segundos lapsos de tiempo en la senal combinada.
11. Sistema de iluminacion LED segun la reivindicacion 7, 8, 9, o 10, en donde el circuito de control del excitador comprende circuitena para determinar la corriente LED total suministrada a los modulos LED, en funcion de la suma de las magnitudes deseadas de la corriente LED representada por las duraciones de los primeros lapsos de tiempo de las primeras senales de control de la corriente, en caso de que los modulos LED esten dispuestos en paralelo.
12. Sistema de iluminacion LED segun la reivindicacion 7, 8, 9 o 10, en donde el circuito de control del excitador comprende circuitena para determinar la corriente LED total suministrada a los modulos LED en funcion de la magnitud deseada mas pequena de la corriente LED, representada por la duracion del primer lapso de tiempo en la primera senal de control de la corriente, en caso de que los modulos LED esten dispuestos en serie.
13. Sistema de iluminacion LED segun la reivindicacion 11 o 12 cuando la reivindicacion 4 depende de la reivindicacion 3, en donde el circuito de control del excitador comprende circuitena para disminuir la corriente LED total en caso de que una o mas de las segundas partes de las senales de control de la corriente indiquen que la temperatura de al menos un modulo LED es demasiado alta.
14. Sistema de iluminacion LED segun la reivindicacion 2, en donde el circuito de control del modulo comprende una impedancia que depende de la temperatura en serie con el terminal de acoplamiento, y en donde el circuito de control del excitador comprende circuitena para ajustar la corriente LED en funcion de la amplitud de las senales de control de la corriente recibidas en el terminal de entrada del circuito de control del excitador.
15. Metodo para operar al menos un modulo LED que comprende una carga LED por medio de un circuito excitador comprendido en un circuito de alimentacion, comprendiendo el metodo las siguientes etapas:
- generar una senal de control de la corriente para cada modulo LED, siendo esta una senal que comprende una primera parte que tiene una primera amplitud durante un primer lapso de tiempo, representando la duracion del primer lapso de tiempo una magnitud deseada de la corriente LED de cada modulo l Ed ,
- comunicar la senal de control de la corriente a un terminal de entrada de un circuito de control del excitador a traves de un acoplamiento de CA, y
- determinar una corriente LED usando el circuito de control del excitador basandose en la senal de control de la corriente y usando el circuito excitador para suministrar la corriente LED a la carga LED.
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