ES2874763T3 - Un diodo emisor de luz de reequipamiento, led, tubo para conectar a un balasto electrónico, así como también un sistema de iluminación correspondiente y un procedimiento - Google Patents

Abstract

Un tubo (5) de diodo emisor de luz, LED de reequipamiento para la conexión a un balasto electrónico (2), comprendiendo dicho tubo de LED de reequipamiento (5): - una matriz de LED (9) para emitir luz; - un controlador de LED de corriente alterna, CA (9) dispuesto para recibir una tensión de suministro de CA y para activar dicha matriz de LED (9) en base a dicha tensión de suministro de CA recibida; - un filamento (6, 10) para soportar: - una corriente de filamento que circula de regreso a dicho balasto electrónico (2) para permitir el reconocimiento de la lámpara por dicho balasto electrónico (2) durante una fase de reconocimiento de la lámpara, y - una corriente de lámpara a dicho controlador de LED de CA (9) para activar dicha matriz de LED (9) durante una fase de estado estable, comprendiendo el filamento (6, 10): - un circuito de filamentos (35, 56) dispuesto para imitar un tubo fluorescente hacia el balasto electrónico; caracterizado porque el filamento (6, 10) comprende un circuito de mejora del filamento (32, 55) que comprende: - al menos un conmutador de derivación (36, 37, 53) dispuesto para habilitar una ruta de derivación para evitar dicho circuito de filamento (56); - un controlador (33, 34, 54) dispuesto para determinar que dicha fase de reconocimiento de lámpara está completa y dispuesto para controlar dicho al menos un conmutador de derivación (36, 37, 53) después de dicha fase de reconocimiento de lámpara, en el que el controlador (33, 34, 54) está configurado para activar dicho al menos un conmutador de derivación (36, 37, 53) después de determinar que dicha fase de reconocimiento de la lámpara se ha completado.

Description

DESCRIPCIÓN

Un diodo emisor de luz de reequipamiento, led, tubo para conectar a un balasto electrónico, así como también un sistema de iluminación correspondiente y un procedimiento

Campo de la invención

La presente invención se refiere en general al campo de la iluminación y, más específicamente, a un tubo de diodo emisor de luz, LED, de reequipamiento. La presente invención se refiere además a un sistema de iluminación que comprende un balasto electrónico de alta frecuencia y el tubo LED de reequipamiento, y a un procedimiento de funcionamiento de un tubo de LED de reequipamiento.

Antecedentes de la invención

Se han desarrollado dispositivos de iluminación que utilizan diodos emisores de luz, LED, para una variedad de aplicaciones de iluminación. Debido a su larga vida útil y alta eficiencia energética, hoy en día las lámparas LED también están diseñadas para reemplazar las lámparas fluorescentes tradicionales, es decir, para aplicaciones de modernización. Para una aplicación de este tipo, un tubo de LED de reequipamiento se adapta típicamente para encajar en el casquillo del respectivo accesorio de lámpara que se va a reequipar. Además, dado que el mantenimiento de una lámpara lo realiza típicamente un usuario, el tubo LED de reequipamiento idealmente debería ser fácilmente operativo con cualquier tipo de dispositivo adecuado sin la necesidad de volver a cablear el dispositivo.

Tal tubo LED de reacondicionamiento se divulga, por ejemplo, en el documento US 2016/0081147. Aquí, un tubo LED se conecta para recibir la corriente que se recibe de dos patillas de electrodo de entre los pares de patillas en los extremos del tubo, que albergan los circuitos del controlador. La corriente de entrada se convierte en CC a través de un circuito rectificador, se filtra de frecuencias y tensión no deseados a través de un circuito de filtro y se controla con un circuito de corriente constante reductor para impulsar una matriz de LED dentro del tubo.

El documento WO 2016/146405 divulga circuitos de filamento para lámparas alimentadas a través de balastos y comprende primeras entradas de filamento acopladas a primeras salidas de balasto, segundas entradas de filamento acopladas a segundas salidas de balasto, primeros circuitos que comprenden componentes resistivos, segundos circuitos que comprenden componentes reactivos, caminos de corriente continua entre el primero y segundas entradas de filamento en las que las configuraciones en serie del primer y segundo circuito comprenden estas trayectorias de corriente continua y salidas de filamento acopladas a una entrada de controlador de un controlador para activar una fuente de luz de la lámpara. Estas salidas de filamentos pueden corresponder con las primeras entradas de filamentos o con las segundas entradas de filamentos. Los componentes resistivos pueden comprender primeras resistencias. Los componentes reactivos pueden comprender primeros condensadores con los segundos circuitos que comprenden configuraciones en paralelo de los primeros condensadores y segundas resistencias, o los componentes reactivos pueden comprender inductores. Los primeros circuitos pueden comprender configuraciones en paralelo de las primeras resistencias y los segundos condensadores.

El documento DE 202013000880 divulga una disposición de circuito para operar al menos un LED, que comprende un primer terminal que comprende un primer polo terminal y un segundo polo terminal, un segundo terminal que comprende un tercer polo terminal y un cuarto polo terminal, un primer rectificador que tiene una entrada de rectificador y un rectificador salida, un segundo rectificador que tiene una entrada de rectificador y una salida de rectificador, en el que la entrada del rectificador del primer rectificador entre el primer y el tercer polo terminal está acoplada, en el que la entrada del rectificador del segundo rectificador entre el segundo y el cuarto polo terminal se acopla, en el que la salida del rectificador del primer rectificador, la salida del rectificador del segundo rectificador y el al menos un LED se conectan en paralelo, caracterizado porque entre el primer polo terminal y el segundo polo terminal acoplado un primer circuito equivalente helicoidal.

El documento WO 2015/074917 divulga fuentes de luz tales como tubos de diodos emisores de luz de reequipamiento que comprenden circuitos de luz con diodos emisores de luz y electrodos de alimentación, terminales para intercambiar señales con balastos o suministros, y circuitos de filamentos para acoplar los terminales y los electrodos de alimentación. Los circuitos de filamentos comprenden circuitos de conmutación y circuitos de activación para, en respuesta a la presencia de frecuencias en las señales, que llevan los circuitos de conmutación a modos de conducción para introducir impedancias relativamente bajas en los circuitos de filamentos. En los modos no conductores, los circuitos de conmutación introducen impedancias relativamente grandes. De esta manera, en caso de que la fuente de luz se conecte a un balasto de alta frecuencia, el circuito de conmutación se activa y la fuente de luz se activa normalmente. En caso de que la fuente de luz esté conectada a la red eléctrica o un controlador de corriente continua externo o un balasto electromagnético, el circuito del interruptor no se dispara y la fuente de luz no está activada y protegida contra daños.

El documento US 2014/0225519 divulga un tubo de diodo emisor de luz (LED) aplicado a un portalámparas con balasto, y tiene un módulo de iluminación, un primer módulo de control y un segundo módulo de control conectados a dos extremos del módulo de iluminación, y un módulo de eliminación de armónicos conectado a los módulos de control primero y segundo y conectados en paralelo al módulo de iluminación. Cada uno del primer módulo de control y el segundo módulo de control tiene una unidad de circuito de simulación y una unidad de rectificación. Cada una de las unidades del circuito de simulación y el módulo de eliminación de armónicos tiene un elemento de conmutación. Los módulos de control primero y segundo ajustan las señales eléctricas del balasto, y el módulo de eliminación de armónicos elimina las ondas armónicas generadas por el balasto para que el módulo de iluminación sea compatible con el balasto y esté encendido. En consecuencia, el tubo LED se puede montar directamente en un portalámparas fluorescente con el portalámparas intacto.

El documento US 2014/0125253 divulga un dispositivo y procedimiento para interactuar con un balasto fluorescente magnético o electrónico; evaluar, procesar y regular la potencia de entrada del dispositivo de balasto y generar una potencia de CA constante que puede ser utilizada por controladores LED, chips LED o un conjunto de chips LED múltiples en una aplicación de tubo o bombilla. Este dispositivo y procedimiento permitirá que un dispositivo de iluminación de reemplazo no fluorescente, como un tubo o bombilla de iluminación LED, se use en una luminaria de luz fluorescente (accesorio) sin ninguna modificación del cableado eléctrico o la eliminación del balasto electrónico o magnético.

El documento EP 2076095 divulga una señal que proporciona salida de combate para control de iluminación y/o tráfico de automóviles, ferrocarriles, barcos que incluye una matriz de diodos emisores de luz (LED), en la que la matriz de LED incluye tres grupos de LED de colores dispares. Una unidad de fuente de alimentación proporciona energía independiente a cada uno de los tres grupos de LED. Cada unidad de fuente de alimentación de grupo de LED incluye un interruptor controlado de entrada conectado a una línea de alimentación para proporcionar energía a la matriz de LED. Un circuito de baja tensión/sobretensión de entrada monitorea el nivel de tensión de la línea de energía para habilitar o deshabilitar el interruptor controlado de entrada de acuerdo con el nivel de tensión de la línea de energía. Un transformador de retorno convierte la potencia recibida de la línea de alimentación de una señal de corriente alterna o continua a una salida de señal de corriente continua a la matriz de LED. Una carga ficticia extrae energía adicional a la matriz de LED y un circuito de detección de carga ficticia monitorea la carga ficticia para garantizar que la potencia consumida por la carga sea mayor o igual a un umbral predeterminado. Un circuito de detección de luz apagada monitorea la salida de luz de la matriz de LED a través de un sensor óptico.

El documento US 2014/0239834 divulga un dispositivo de iluminación LED que usa un balasto que puede proporcionarse que incluye: una unidad LED que incluye al menos un dispositivo LED; un rectificador que rectifica una señal de potencia de corriente emitida por el balasto; y una unidad de excitación de corriente que recibe una corriente de salida del rectificador y controla la potencia que se transmite desde el balasto a la unidad de LED. La unidad de excitación de corriente transmite corriente que tiene una magnitud mayor que la de la corriente de salida del rectificador a la unidad de LED.

Uno de los desafíos para estos tubos LED de reequipamiento conocidos es reducir el consumo de energía. Aunque la potencia consumida por un tubo LED de reequipamiento es típicamente mucho menor en comparación con los tubos fluorescentes convencionales, se desea proporcionar un tubo de LED de reequipamiento que reduzca aún más el consumo de energía, sin afectar la luz total emitida por el tubo de LED de reequipamiento.

Sumario de la invención

Sería ventajoso conseguir un tubo de diodo emisor de luz, LED, de reequipamiento para un tubo fluorescente que reduzca la cantidad de potencia consumida, sin afectar la luz total emitida por el tubo LED de reequipamiento. Además, sería ventajoso conseguir un sistema de iluminación correspondiente, así como un procedimiento correspondiente de operar un tubo LED de reequipamiento.

Para abordar mejor una o más de estas inquietudes, en un primer aspecto de la presente invención de acuerdo con la reivindicación 1, se presenta un tubo LED de diodos emisores de luz de reequipamiento para su conexión a un balasto electrónico, comprendiendo dicho tubo LED de reequipamiento:

- una matriz de LED para emitir luz;

- un controlador de LED de corriente alterna, CA, dispuesto para recibir una tensión de suministro de CA y para activar dicha matriz de LED en base a dicha tensión de suministro de CA recibido;

- un filamento para soportar:

- una corriente de filamento que circula de regreso a dicho balasto electrónico para permitir el reconocimiento de la lámpara por dicho balasto electrónico durante una fase de reconocimiento de la lámpara, y

- una corriente de lámpara a dicho controlador de LED de CA para activar dicha matriz de LED durante una fase de estado estable, comprendiendo el filamento:

- un circuito de filamento dispuesto para imitar un tubo fluorescente hacia el balasto electrónico;

- un circuito de mejora de filamentos (32, 55) que comprende:

- al menos un conmutador de derivación (36, 37, 53) dispuesto para habilitar una ruta de derivación para evitar dicho circuito de filamento (56);

- un controlador (33, 34, 54) dispuesto para determinar que dicha fase de reconocimiento de lámpara está completa y dispuesto para controlar dicho al menos un interruptor de derivación (36, 37, 53) después de dicha fase de reconocimiento de lámpara, en el que el controlador (33, 34, 54) está configurado para activar dicho al menos un conmutador de derivación (36, 37, 53) después de determinar que dicha fase de reconocimiento de la lámpara se ha completado.

Los inventores tuvieron la idea de que la potencia consumida por el circuito de filamento se puede reducir después de la fase de reconocimiento de la lámpara, ya que, después de esa fase, el circuito de filamento normalmente ya no es necesario para proporcionar la corriente de filamento al balasto.

En otras palabras, el circuito de filamento se usa típicamente para evitar que el balasto entre en modo de protección. Dicho modo de detección de fallos, o modo de reconocimiento de lámpara, del balasto está activo durante la puesta en marcha del tubo LED de reequipamiento, es decir, durante una fase de reconocimiento de lámpara. Después de la fase de reconocimiento de la lámpara, es decir, durante la fase de estado estable, el filamento normalmente no tiene un propósito útil. Como tal, la potencia disipada por el circuito de filamento, después de la fase de reconocimiento de la lámpara, se puede reducir reduciendo la corriente que fluye a través del circuito de filamento. Los inventores han introducido un circuito de mejora de filamentos que se dispone para reducir la potencia consumida por el circuito de filamentos correspondiente a al menos una de la corriente de filamento y la corriente de lámpara que fluye a través del circuito de filamento después de la fase de reconocimiento de lámpara.

Siguiendo lo anterior, se observó que los filamentos son necesarios para imitar un tubo fluorescente hacia el balasto. Una vez que el balasto ha determinado, es decir, reconocido, la lámpara, es decir, la lámpara imitada, el circuito de filamento puede desactivarse, eludirse o puentearse utilizando el circuito de mejora de filamento.

Otra ventaja que tiene el tubo LED de reequipamiento propuesto sobre los tubos LED de reequipamiento conocidos está relacionada con el tamaño de los componentes. De manera simplificada, la corriente a través del circuito del filamento se compone por la corriente del filamento y la corriente de la lámpara. La corriente del filamento es proporcionada por el balasto, fluye a través del circuito del filamento y luego regresa al balasto. La corriente de la lámpara fluye a través del circuito de filamento, hacia el controlador LED de CA y la matriz de LED antes de regresar al balasto. Normalmente, la corriente de la lámpara es mucho mayor en comparación con la corriente del filamento. En un tubo LED de reequipamiento convencional, la corriente de la lámpara fluye a través del circuito de filamento. Esto requiere que se utilicen resistencias grandes, por ejemplo, resistencias de potencia, en el circuito de filamento para hacer frente a la corriente de la lámpara. El circuito de mejora del filamento de acuerdo con la presente divulgación puede usarse para reducir cualquier corriente que fluya a través del circuito del filamento de manera que no se requieran resistencias de potencia en el circuito del filamento. Se observa que esto no significa que la corriente total de la lámpara se reduzca ya que eso reduciría la cantidad total de luz emitida. El circuito de mejora puede, por ejemplo, asegurarse de que se siga proporcionando la misma corriente de lámpara al controlador de LED de CA, pero que la corriente de la lámpara no fluya a través del circuito de filamento. Es decir, el circuito de filamento en este caso se elude/pasa por alto.

De acuerdo con la presente divulgación se identifican dos fases del tubo LED de reequipamiento, es decir, una fase de reconocimiento de lámpara y una fase de estado estable. Cabe señalar que no es necesario que estas fases sean consecutivas entre sí. La fase de reconocimiento de lámpara es utilizada por el balasto para reconocer el (tipo de) lámpara que está conectada al balasto. Normalmente, una fase de este tipo requiere una cantidad de tiempo muy pequeña. El balasto puede iniciar la fase de estado estable una vez que se completa la fase de reconocimiento de la lámpara, o una vez que el balasto ha detectado el tipo de lámpara, o durante la fase de reconocimiento de la lámpara. El balasto proporcionará la corriente de la lámpara durante la fase de estado estable. Por tanto, los LED de la matriz de LED utilizan la corriente de la lámpara para emitir luz.

De acuerdo con la presente divulgación, un tubo LED se adapta en caso de que encaje en armaduras convencionales para tubos fluorescentes, por ejemplo, tubos fluorescentes adecuados para T5, T12 o cualquier cosa similar. Para encajar en estas armaduras convencionales, el tubo LED de reequipamiento comprende plumas conductoras para conectar y soportar el tubo de LED de reequipamiento en las armaduras convencionales.

El circuito de mejora del filamento comprende:

- al menos un conmutador de derivación dispuesto para habilitar una ruta de derivación para eludir dicho circuito de filamentos;

- un controlador dispuesto para activar dicho al menos un conmutador de derivación después de dicha fase de reconocimiento de la lámpara.

La ventaja de esta realización es que el circuito de filamento se omite por completo una vez que se ha completado la fase de reconocimiento o durante la fase de estado estacionario. Esto tiene el efecto de que la corriente de la lámpara no fluya a través del circuito del filamento. Como tal, se evita cualquier disipación de potencia que se produzca en el circuito del filamento debido a la corriente de la lámpara.

La ruta de derivación es básicamente una ruta de baja resistencia en paralelo al circuito del filamento que cortocircuita el circuito del filamento. El resultado es que la corriente de la lámpara no fluirá a través del circuito de filamento óhmico relativamente alto, sino que fluirá a través de la trayectoria de derivación óhmica relativamente baja.

En esta realización particular, el circuito de mejora del filamento está así dispuesto para reducir la corriente de la lámpara que fluye a través del circuito del filamento creando un camino de derivación para la corriente de la lámpara para eludir el circuito del filamento. Nuevamente, la cantidad total de corriente de la lámpara no se reduce. El camino que se crea para la corriente de la lámpara se cambia de modo que la corriente de la lámpara ya no fluya a través del circuito del filamento. Esto reduce la cantidad de potencia consumida por el circuito de filamento correspondiente a la corriente de la lámpara.

El controlador puede ser cualquier tipo de hardware, como un microprocesador, un microcontrolador, una matriz de puerta programable en campo, FPGA o cualquier cosa similar. La unidad de control puede activarse a través de la tensión de alimentación de Ca o puede activarse mediante una fuente de alimentación auxiliar, como una batería. El interruptor de derivación puede comprender un transistor de efecto de campo, FET, de semiconductor de óxido metálico, MOS colocado en paralelo al circuito de filamento.

De acuerdo con un ejemplo que no entra dentro del ámbito de la invención, el circuito de mejora de filamentos comprende:

- un termistor conectado en paralelo a dicho circuito de filamentos, en el que dicho termistor proporciona una ruta de derivación para evitar dicho circuito de filamentos.

Un termistor es un tipo de resistencia cuya resistencia depende de la temperatura de la resistencia. Actualmente existen dos tipos de termistores. Una resistencia de coeficiente de temperatura negativo, NTC, es una resistencia en la que la resistencia disminuye a medida que aumenta la temperatura. Dicha resistencia se usa típicamente para proteger contra condiciones de sobretensión de irrupción. Una resistencia de coeficiente de temperatura positivo, PTC, es una resistencia en la que la resistencia aumenta a medida que aumenta la temperatura. Esta resistencia se usa típicamente para proteger contra condiciones de sobrecorriente.

De acuerdo con un ejemplo particular que no cae dentro del ámbito de la invención, se puede colocar una resistencia NTC en paralelo al circuito de filamento para proporcionar la ruta de derivación. La temperatura de los componentes presentes en el circuito de filamento, más específicamente las resistencias presentes en el circuito de filamento, aumentará una vez que la corriente de la lámpara comience a fluir a través del circuito de filamento. Como resultado, también aumentará la temperatura de la resistencia NTC, lo que hará que disminuya su resistencia. Esto tiene el efecto de que una mayor cantidad de corriente de la lámpara fluirá a través de la resistencia NTC, calentando así la resistencia NTC aún más. Como tal, la resistencia de la resistencia NTC caerá aún más. El resultado final es que la corriente de la lámpara que fluye a través del circuito del filamento se reduce, ya que una gran parte de la corriente de la lámpara fluirá a través de la resistencia NTC. Se observa que la cantidad total de corriente de lámpara, preferiblemente, no se reduce. Como tal, solo se reduce la corriente que fluye a través del circuito de filamento de manera que se reduce el consumo total de energía del circuito de filamento.

De acuerdo con otro ejemplo que no entra dentro del ámbito de la invención, el circuito de mejora de bypass comprende:

- un conmutador de derivación conectado en serie con dicho circuito de filamento;

- un controlador dispuesto para desactivar dicho conmutador de derivación después de dicha fase de reconocimiento de la lámpara.

Cabe señalar que el tubo LED de reequipamiento normalmente se conecta al balasto mediante cuatro patillas diferentes. Los dos primeros pasadores se proporcionan en una cara de extremo del tubo, y el tercero y cuarto pasadores se proporcionan en la otra cara de extremo del tubo. Se proporciona un primer circuito de filamento entre las dos primeras patillas, y se proporciona un segundo filamento entre la tercera y cuarta patilla. La corriente de la lámpara fluye desde las dos primeras patillas hasta la tercera/cuarta patilla, o viceversa. La corriente de filamento del primer circuito de filamento fluye desde la primera patilla a la segunda patilla, o viceversa. La corriente de filamento del segundo circuito de filamento fluye desde la tercera patilla a la cuarta patilla, o viceversa.

De acuerdo con la presente realización, se puede colocar un conmutador de derivación entre la primera y la segunda patilla. Entonces, la corriente de la lámpara puede fluir desde una de las dos patillas, por ejemplo, la primera patilla, directamente al controlador de LED de CA. Luego, la corriente del filamento se interrumpe, se suspende, desactivando el interruptor de derivación. Esto aseguraría que el circuito de filamento no conecte la primera patilla a la segunda patilla. Como tal, durante la fase de estado estable, es decir, después de la fase de reconocimiento de la lámpara, las resistencias del circuito de filamento no disipan potencia con respecto a la corriente de filamento ya que la corriente de filamento ya no fluye. Las resistencias del circuito de filamento tampoco disipan potencia con respecto a la corriente de la lámpara, ya que la corriente de la lámpara no fluye a través del circuito de filamento en esta situación particular.

En una realización, el circuito de filamento comprende dos resistencias conectadas en serie, y en el que dicho circuito de mejora de filamento comprende un conmutador de derivación conectado en paralelo a ambas de dichas dos resistencias.

En otra realización, el circuito de filamento comprende dos resistencias conectadas en serie, y en el que dicho circuito de mejora de filamento comprende dos conmutadores de derivación, en el que dichos dos conmutadores de derivación están conectados en paralelo sobre dichas dos resistencias, respectivamente.

En esta situación particular, la salida del circuito de filamento se conecta típicamente entre las dos resistencias conectadas en serie. La corriente de la lámpara fluye normalmente a través de una de las resistencias hacia la salida. Esta corriente puede detectarse y, en base a la detección, el interruptor correspondiente puede activarse de modo que esa resistencia se desvíe durante la fase de estado estable.

Como alternativa, la corriente de la lámpara no fluye a través de las resistencias. Aquí, la salida del circuito de filamento se conecta directamente a una de las patillas para conectarse al balasto electrónico. Como tal, los conmutadores de las resistencias no tienen ningún efecto sobre la corriente de la lámpara. Sin embargo, activando el interruptor, se puede reducir la corriente del filamento, lo que también reduce la cantidad total de energía disipada por el circuito del filamento.

En una realización adicional, el circuito de mejora del filamento comprende además una resistencia en derivación conectada en serie con dicho conmutador de derivación.

La ventaja de este ejemplo es que, debido a la resistencia de derivación, se puede reducir la cantidad de corriente de entrada.

En otra realización, el conmutador es un transistor de efecto de campo, FET, de semiconductor de óxido metálico, MOS.

En una realización adicional, el circuito de mejora del filamento se dispone para determinar que dicha fase de reconocimiento de la lámpara se completa con cualquiera de:

- detectar una corriente de lámpara que fluye hacia dicha matriz de LED;

- determinar que ha transcurrido una cantidad de tiempo predefinida desde que se recibió dicha tensión de suministro de CA.

Uno de los descubrimientos fue que, para hacer que el tubo LED de reequipamiento sea aún más compatible, se puede introducir lógica en el circuito de mejora del filamento para determinar si se ha iniciado la fase de estado estable y/o si se ha completado la fase de reconocimiento de la lámpara. En base a esta detección particular, los interruptores colocados en paralelo sobre las resistencias del circuito de filamento pueden activarse o no.

En un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un sistema de iluminación, que comprende:

- un balasto electrónico de alta frecuencia, y

- un tubo LED de reequipamiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7,

en el que el tubo LED de reequipamiento se conecta a dicho balasto electrónico de alta frecuencia.

Se observa que las ventajas y definiciones que se divulgan con respecto a las realizaciones del primer aspecto de la invención, siendo el tubo LED modernizado, también corresponden a las realizaciones del segundo aspecto de la invención, que es el sistema de iluminación, respectivamente.

Los balastos electrónicos pueden regular el flujo eléctrico dentro de la lámpara a través de circuitos electrónicos. El balasto electrónico, a veces también denominado equipo de control, está normalmente dispuesto para limitar la corriente que fluye en un circuito eléctrico de modo que la corriente se mantiene básicamente a un nivel que evita que la lámpara se apague. Este tipo de balastos pueden funcionar en paralelo o en serie. Preferiblemente, se usa un modo en serie porque, en tal caso, la falla de una sola lámpara no interrumpe el funcionamiento de todas las demás lámparas. Otro tipo de balasto es el balasto de alta frecuencia. Un balasto de este tipo suele utilizar una frecuencia superior a los 20 kHz.

Otro tipo de balasto es un balasto magnético que emplea transformadores de núcleo y bobina para operar lámparas. Estos tipos de balastos se disponen para controlar la corriente eléctrica y el flujo a un nivel apropiado para las lámparas. Aunque este tipo de balastos son los más sencillos, se caracterizan por una mayor robustez.

En un tercer aspecto de la presente invención, se proporciona un procedimiento para operar un tubo LED de reequipamiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que dicho procedimiento comprende los pasos de:

- determinar, mediante dicho circuito de mejora de filamentos, que dicha fase de reconocimiento de la lámpara se ha completado;

- reducir, mediante dicho circuito de mejora de filamentos, la potencia consumida por dicho circuito de filamentos en respuesta a dicha determinación de que dicha fase de reconocimiento de la lámpara está completa.

Se observa que las ventajas y definiciones divulgadas con respecto a las realizaciones del primer y segundo aspecto de la invención, siendo el tubo LED de actualización y el sistema de iluminación, respectivamente, también corresponden a las realizaciones del tercer aspecto de la invención. siendo el procedimiento de operación de un tubo LED modernizado.

En una realización, el paso de reducir dicha potencia consumida por dicho circuito de filamentos comprende:

- activar, mediante dicho controlador, dicho al menos un conmutador de derivación después de la fase de reconocimiento de la lámpara.

En otra realización, el procedimiento comprende el paso de determinar que dicha fase de reconocimiento de la lámpara se completa mediante cualquiera de:

- detectar, mediante dicho circuito de mejora de filamentos, una corriente de lámpara que fluye hacia dicha matriz de LED;

- determinar, mediante dicho circuito de mejora de filamentos, que ha transcurrido una cantidad de tiempo predefinida desde que se recibió dicha tensión de alimentación de CA.

El procedimiento puede ser realizado de forma eficaz por un procesador o controlador programable adecuadamente programado, tal como un microprocesador o microcontrolador provisto con la fuente de luz de estado sólido.

Estos y otros aspectos de la invención serán evidentes a partir de y se explicarán con referencia a las realizaciones) descritas de aquí en adelante.

Breve descripción de las figuras

La Figura 1 muestra un sistema de iluminación convencional que comprende un diodo emisor de luz, un LED, un tubo y un balasto.

La Figura 2 muestra un circuito de filamento provisto en un tubo LED de reequipamiento de acuerdo con la presente divulgación.

La Figura 3 muestra una parte de un tubo LED de reequipamiento de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

La Figura 4 muestra una parte de un tubo LED de reequipamiento de acuerdo con otra realización de la presente divulgación.

Descripción detallada

El número de referencia 1 designa un sistema de iluminación que comprende un diodo emisor de luz, LED, tubo 5 de reequipamiento, así como un balasto electrónico 2. Se observa que un tubo LED 5 se reequipa en caso de que encaje en armaduras convencionales para tubos fluorescentes, por ejemplo, tubos fluorescentes adecuados para T5, T12 o cualquier cosa similar. Con el fin de encajar en estas armaduras convencionales, el tubo de LED de reequipamiento 5 comprende plumas conductoras para conectar y soportar el tubo de LED de reequipamiento 5 en las armaduras convencionales. En la situación actual, el balasto electrónico 2 se conecta al tubo LED de actualización 5 usando cuatro patillas como se indica con los números de referencia 4, 11, 12 y 13.

El balasto electrónico 2 se conecta a una fuente de alimentación de corriente alterna, CA, para suministrar una tensión de alimentación CA. La tensión de alimentación de CA es, por ejemplo, 230 Vac o 110 Vac. El balasto electrónico convierte la tensión de alimentación de CA en una tensión de salida adecuada para impulsar un tubo fluorescente convencional. En este caso, el tubo LED de reequipamiento 5 debe ser adecuado para hacer frente a la salida del balasto electrónico 2.

El tubo LED de reequipamiento 5 comprende varios componentes para imitar el funcionamiento de un tubo fluorescente. En primer lugar, el tubo LED 5 de reequipamiento comprende dos filamentos6, 10. Cada filamento 6, 10 se dispone para proporcionar una corriente de filamento al balasto electrónico para permitir el reconocimiento de la lámpara por el balasto electrónico 2. Por ejemplo, la corriente del filamento fluye desde la patilla indicada con el número de referencia 4 a través del filamento indicado con el número de referencia 6 de regreso al balasto electrónico 2 a través de la patilla indicada con el número de referencia 11. Lo mismo vale para el filamento indicado con el número de referencia 10.

Se proporciona un circuito de seguridad de patilla 7 para proporcionar varios aspectos de seguridad. Este circuito de seguridad de patilla 7 no se explica en detalle en esta divulgación. Una persona experta en la técnica es muy consciente del funcionamiento de dicho circuito 7 en tubos LED de reequipamiento.

Además, se proporciona un controlador 9 de LED de corriente alterna, CA, que se dispone para recibir una tensión de suministro de CA y para activar una matriz de LED en base a la tensión de suministro de C^a recibido.

El tubo LED de reequipamiento comprende la matriz de LED, también denominada carga LED, para emitir luz. La matriz de LED puede comprender una pluralidad de LED conectados en serie y en paralelo. Los expertos en la técnica apreciarán que en realizaciones prácticas los LED están distribuidos uniformemente y espaciados a lo largo del tubo, para proporcionar una iluminación lo más uniforme posible por el tubo LED en toda su longitud. La presente divulgación no se limita a ningún tipo específico de LED, ni a ningún LED de color. Normalmente, se utilizan LED de color blanco.

El presente ejemplo se analiza con respecto a una tensión de suministro de CA de 230 V, pero también puede funcionar en diferentes tipos de tensiones de suministro de CA. Además, el presente ejemplo no se limita al rectificador específico o al controlador de LED de CA como se muestra en la Figura 1. Una persona experta conoce bien los diferentes tipos de implementaciones para el controlador de LED de CA que también son adecuadas para potenciar los LED en la matriz de LED.

La Figura 2 muestra un filamento 6 provisto en un tubo LED de reequipamiento de acuerdo con la presente divulgación.

Aquí, el filamento 6 se conecta al balasto electrónico a través de las patillas indicadas con los números de referencia 4 y 11. El filamento 6 es un circuito resistivo. En esta situación particular, el filamento 6 comprende dos resistencias 22, 23 conectadas en serie. Siguiendo lo anterior, se pueden identificar dos corrientes diferentes. Una primera corriente es la corriente de filamento 25 que fluye desde una primera patilla, es decir, referenciado con el número de referencia 4, a la segunda patilla, es decir, referenciado con el número de referencia 11. Las características de la corriente de filamento 25 son utilizadas, por el balasto electrónico 2, para el reconocimiento de la lámpara. Es decir, las características de la corriente de filamento 25 pueden ser utilizadas, por el balasto electrónico 2, para determinar qué tipo de lámpara es imitada por el tubo LED de reequipamiento. La corriente de filamento 25 fluirá al menos durante una fase de reconocimiento de lámpara.

Una segunda corriente es la corriente de lámpara 24, que se proporciona a dicho controlador de LED de CA para activar dicho conjunto de LED durante una fase de estado estable. La salida del circuito de filamento se indica con el número de referencia 21. Normalmente, la corriente 24 de la lámpara es mucho mayor en comparación con la corriente 25 del filamento.

La Figura 3 muestra una parte 31 de un tubo LED de reequipamiento de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

El tubo LED modernizado se utiliza para reemplazar un tubo fluorescente. De acuerdo con la presente divulgación, se puede proporcionar una carcasa para albergar los componentes del tubo LED de reequipamiento. Más específicamente, la carcasa puede disponerse para albergar cada uno de los componentes mostrados en la Figura 1. La carcasa puede ser una carcasa transmisora de luz o una carcasa parcialmente transmisora de luz, configurada como un tipo de tubo de reequipamiento, por ejemplo.

La carcasa se diseña de tal manera que un usuario no puede acceder, es decir tocar, los componentes eléctricos presentes en el interior de la carcasa 11. Esto asegura que el tubo LED de reequipamiento cumpla con los requisitos de la normativa local.

En la Figura 3, el circuito 35 de filamento está provisto de un circuito 32 de mejora de filamento. El circuito de mejora de filamento 32 se dispone para reducir la potencia consumida por dicho circuito de filamento 35 correspondiente a al menos una de la corriente de filamento y la corriente de lámpara que fluye a través del circuito de filamento durante la fase de estado estable.

En el presente ejemplo, la potencia consumida en el circuito del filamento se reduce debido a la corriente del filamento, así como a la corriente de la lámpara, que se explica con más detalle a continuación.

Se observa que, durante la fase de reconocimiento de la lámpara, ambos interruptores 36 y 37 están abiertos. En tal situación, el circuito de filamento 35 no se deriva, cortocircuita ni nada parecido. La corriente del filamento aún fluye desde la primera patilla, a través de ambas resistencias, a la segunda patilla de regreso al balasto electrónico.

A diferencia de los tubos LED de la técnica anterior, uno de los interruptores 36, 37 se cierra durante la fase de estado estable. Por ejemplo, el interruptor indicado con el número de referencia 36 está cerrado y el interruptor indicado con el número de referencia 37 está abierto. Esto aseguraría que la corriente de la lámpara, que se origina en la primera patilla, no fluya a través de las resistencias del circuito de filamento 35. De hecho, el circuito de filamento se deriva cuando la corriente de la lámpara fluye a través del interruptor cerrado indicado con el número de referencia 36 hacia la salida 38. En el presente ejemplo, los interruptores indicados con los números de referencia 36, 37 se denominan interruptores de derivación ya que pueden, si están cerrados, derivar el circuito de filamento. En caso de que el balasto electrónico también proporcione una corriente de filamento durante la fase de estado estable, entonces también se reduce la potencia consumida por el circuito de filamento con respecto a la corriente de filamento. La corriente del filamento no fluye a través de ambas resistencias del circuito de filamento ya que una de las resistencias está en cortocircuito mediante un interruptor correspondiente.

Los interruptores 36, 37 están controlados por los controladores indicados con los números de referencia 33 y 34, respectivamente. Se observa que los controladores 33, 34 podrían implementarse en diferentes componentes, pero también podrían implementarse en un solo controlador. Los controladores pueden ser cualquier tipo de hardware, como microprocesadores, microcontroladores, matrices de puertas programables en campo, FPGA o cualquier cosa similar.

Los inventores han descubierto además que, típicamente, la corriente de la lámpara se origina en la primera patilla o en la segunda patilla. Esto se decide, es decir, se controla mediante el balasto electrónico conectado al tubo LED de reequipamiento. Como tal, en el presente ejemplo, se representan dos controladores 33, 34. El interruptor indicado con el número de referencia 36 se cierra durante la fase de estado estable en caso de que la corriente de la lámpara se origine en la primera patilla (superior). El interruptor indicado con el número de referencia 37 se cierra durante la fase de estado estable en caso de que la corriente de la lámpara se origine en la segunda patilla (inferior).

El circuito de mejora de filamento 32 está, en un ejemplo, dispuesto además para determinar, es decir, detectar, si la corriente de la lámpara se origina en la primera patilla o en la segunda patilla. En base a esta determinación, el circuito de mejora de filamento 32 decide si cerrar el interruptor indicado con el número de referencia 36 o si cerrar el interruptor indicado con el número de referencia 37.

Siguiendo lo anterior, el tubo LED de reequipamiento puede funcionar en al menos dos fases, es decir, una fase de reconocimiento de lámpara y una fase de estado estable. Estas fases pueden superponerse parcialmente entre sí o pueden ser posteriores entre sí. Durante la fase de reconocimiento de la lámpara, el balasto electrónico utiliza la corriente del filamento para determinar qué tipo de lámpara está conectada al mismo. Como tal, el tubo LED de reequipamiento imita una determinada lámpara fluorescente al balasto electrónico. En base a esta determinación, el balasto electrónico puede comenzar a proporcionar una corriente de lámpara al tubo LED de reequipamiento. Aquí es cuando comienza la fase de estado estable. La corriente de la lámpara es utilizada por el tubo LED de reequipamiento para activar los LED de la matriz de LED.

De acuerdo con la presente divulgación, existen múltiples opciones para determinar que dicha fase de reconocimiento de la lámpara está completa. Por ejemplo, el circuito de mejora del filamento puede detectar una corriente de lámpara que fluye hacia dicha matriz de LED. En caso de que, por ejemplo, la corriente en la salida del circuito de filamento exceda un umbral de corriente de lámpara predeterminado, se puede decidir que ha comenzado la fase de estado estable.

En otro ejemplo, el circuito de mejora del filamento determina que ha transcurrido una cantidad de tiempo predefinida desde que se recibió por primera vez el suministro de CA. Es decir, el circuito de mejora del filamento decide que la fase de reconocimiento de la lámpara se completa una vez transcurrido cierto tiempo. Para estar seguro, la cantidad de tiempo predefinida se elige de manera que sea relativamente larga, asegurando así que se completa la fase de reconocimiento de la lámpara.

La Figura 4 muestra una parte 51 de un tubo LED de reequipamiento de acuerdo con otra realización de la presente divulgación.

Aquí, el circuito de mejora del filamento 55 comprende una resistencia en derivación 52 conectada en serie con un conmutador 53. El funcionamiento del interruptor 53 se controla por un controlador 54.

Durante la fase de estado estable, el conmutador 53 se activa de manera que se genera un circuito de derivación para el circuito de filamento 56. El tamaño de la resistencia en derivación 52 se elige típicamente de manera que se reduzca la corriente de entrada.

Cabe señalar que, como alternativa a la realización mostrada en la Figura 4, se puede utilizar un termistor. El termistor es entonces un componente que reemplaza al menos al interruptor indicado con el número de referencia 53. No se requiere control activo para controlar el termistor. El valor de resistencia del termistor se controlará solo. Los termistores son resistencias térmicamente sensibles cuya función principal es exhibir un cambio grande y predecible en la resistencia cuando se someten a un cambio correspondiente de temperatura. Los termistores de coeficiente de temperatura negativo exhiben una disminución de la resistencia eléctrica cuando se someten a un aumento de temperatura y los termistores de coeficiente de temperatura positivo exhiben un aumento de la resistencia eléctrica cuando se someten a un aumento de la temperatura corporal.

Se observa además que el balasto electrónico, conectado al LED de actualización, es típicamente una fuente de corriente. Es decir, se proporciona una cantidad predefinida de corriente al LED de actualización independientemente de cuánta resistencia esté presente en el LED de actualización.

Claims (10)

1. REIVINDICACIONES

   i. Un tubo (5) de diodo emisor de luz, LED de reequipamiento para la conexión a un balasto electrónico (2), comprendiendo dicho tubo de LED de reequipamiento (5):

   - una matriz de LED (9) para emitir luz;

   - un controlador de LED de corriente alterna, CA (9) dispuesto para recibir una tensión de suministro de CA y para activar dicha matriz de LED (9) en base a dicha tensión de suministro de CA recibida;

   - un filamento (6, 10) para soportar:

   - una corriente de filamento que circula de regreso a dicho balasto electrónico (2) para permitir el reconocimiento de la lámpara por dicho balasto electrónico (2) durante una fase de reconocimiento de la lámpara, y

   - una corriente de lámpara a dicho controlador de LED de CA (9) para activar dicha matriz de LED (9) durante una fase de estado estable, comprendiendo el filamento (6, 10):

   - un circuito de filamentos (35, 56) dispuesto para imitar un tubo fluorescente hacia el balasto electrónico; caracterizado porque el filamento (6, 10) comprende un circuito de mejora del filamento (32, 55) que comprende:

   - al menos un conmutador de derivación (36, 37, 53) dispuesto para habilitar una ruta de derivación para evitar dicho circuito de filamento (56);

   - un controlador (33, 34, 54) dispuesto para determinar que dicha fase de reconocimiento de lámpara está completa y dispuesto para controlar dicho al menos un conmutador de derivación (36, 37, 53) después de dicha fase de reconocimiento de lámpara, en el que el controlador (33, 34, 54) está configurado para activar dicho al menos un conmutador de derivación (36, 37, 53) después de determinar que dicha fase de reconocimiento de la lámpara se ha completado.
2. 2. Un tubo LED de reequipamiento (5) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho circuito de filamento (35, 56) comprende (32, 55) dos resistencias conectadas en serie, y en el que dicho circuito de mejora de filamento (32, 55) comprende un conmutador de derivación conectado en paralelo a ambos de dichos dos resistencias.
3. 3. Un tubo LED de reequipamiento (5) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho circuito de filamento (35, 56) comprende dos resistencias conectadas en serie, y en el que dicho circuito de mejora de filamento (32) comprende dos interruptores de derivación (36, 37), en el que dichos dos los conmutadores de derivación (36, 37) están conectados en paralelo sobre dichas dos resistencias, respectivamente.
4. 4. Un tubo LED de reequipamiento (5) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho circuito de mejora de filamento (55) comprende un conmutador de derivación (53) y en el que dicho circuito de mejora de filamento (55) comprende además una resistencia de derivación (52) conectada en serie con dicho conmutador de derivación. (53).
5. 5. Un tubo LED de reequipamiento (5) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 y 4, en el que cada uno de dicho al menos un interruptor de derivación (53) es un transistor de efecto de campo, FET, de semiconductor de óxido metálico, MOS.
6. 6. Un tubo LED de reequipamiento (5) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho circuito de mejora de filamento (32, 55) se dispone para determinar que dicha fase de reconocimiento de lámpara se completa mediante cualquiera de:

   - detectar una corriente de lámpara que fluye hacia dicha matriz de LED;

   - determinar que ha transcurrido una cantidad de tiempo predefinida desde que se recibió dicha tensión de alimentación de CA.
7. 7. Un sistema de iluminación (1) que comprende:

   - un balasto electrónico de alta frecuencia (2), y

   - un tubo LED de reequipamiento (5) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-6,

   en el que el tubo LED de reequipamiento (5) se conecta a dicho balasto electrónico de alta frecuencia (2).
8. 8. Un procedimiento de funcionamiento de un tubo LED de reequipamiento (5) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que dicho procedimiento comprende los pasos de:

   - determinar, mediante dicho circuito de mejora de filamentos (32, 55), que dicha fase de reconocimiento de la lámpara se ha completado;

   - reducir, mediante dicho circuito de mejora de filamentos (32, 55), la potencia consumida en dicho circuito de filamentos (35, 56) en respuesta a dicha determinación de que dicha fase de reconocimiento de la lámpara está completa.
9. 9. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8, en el que dicho paso de reducir dicha potencia consumida comprende:

   - activar, mediante dicho controlador (33, 34, 54), dicho al menos un conmutador de derivación (36, 37, 53) después de dicha fase de reconocimiento de la lámpara.
10. 10. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8 o 9, en el que dicho procedimiento comprende el paso de determinar que dicha fase de reconocimiento de la lámpara se completa mediante cualquiera de:

    - detectar, mediante dicho circuito de mejora de filamentos (32, 55), una corriente de lámpara que fluye hacia dicha matriz de LED (9);

    - determinar, mediante dicho circuito de mejora de filamentos (32, 55), que ha transcurrido una cantidad de tiempo predefinida desde que se recibió dicha tensión de alimentación de CA.