ES2970065T3 - Circuito de accionamiento de LED - Google Patents

Abstract

Un circuito de activación de LED (20) sirve para controlar al menos dos segmentos de LED (22, 24) de diferente color o temperatura de color, utilizando una corriente de entrada que tiene una amplitud de ondulación de corriente. El circuito de activación de LED (20) comprende una entrada para recibir la corriente de entrada; una salida para conectar a los al menos dos segmentos de LED (22, 24); y un circuito de distribución de corriente que proporciona la corriente de entrada a uno solo de los dos segmentos de LED cuando la corriente está en una porción máxima, en donde el circuito de distribución de corriente está adaptado, cuando se proporciona la corriente de entrada a uno solo de los dos segmentos de LED durante la parte pico, para proporcionar la corriente de entrada a uno de los dos segmentos de LED alternativamente, y divide la corriente de entrada en dos corrientes distintas de cero para diferentes segmentos de LED cuando la corriente está en un valle. Cuando toda la corriente se proporciona a un segmento de LED, la eficiencia de conversión de luz es menor que cuando dos segmentos funcionan con menor corriente. Esto significa que se reduce el efecto que la onda de corriente tiene sobre la salida de luz. El circuito de excitación compensa eficazmente la ondulación de la corriente ajustando la eficiencia de conversión de la luz de modo que se obtenga una característica de salida de luz más plana. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Circuito de accionamiento de LED

Campo de la invención

Esta invención se refiere a circuitos de accionamiento de LED y a disposiciones de iluminación que usan el circuito de accionamiento de LED.

Antecedentes de la invención

Los LED se usan cada vez más en las aplicaciones de iluminación actuales, y están disponibles cada vez más accionadores de LED de bajo coste para aplicar la corriente de accionamiento constante deseada a los LED.

La corriente de salida no es realmente constante, y existe una compensación entre el coste de los componentes de accionamiento y la calidad de las señales de accionamiento actuales. Siempre hay una ondulación sobre el valor de corriente promedio.

Basándose en las normas actuales, es aceptable una ondulación del 30 % a la frecuencia de red (rectificada) (100 Hz o 120 Hz), y los accionadores de LED están diseñados para acercarse a este límite de aceptabilidad, para limitar el coste del accionador. Especialmente cuando el accionador es un accionador de una sola etapa, el requisito de PFC del accionador hace que la ondulación en la salida sea difícilmente evitable.

Sin embargo, los requisitos del cliente son aumentar la uniformidad de la luz, especialmente en aplicaciones profesionales. De este modo, el parpadeo de iluminación creado por una gran corriente de ondulación (tal como una ondulación del 30 %) se está volviendo inaceptable.

Por lo tanto, existe la necesidad de reducir el parpadeo de la luz, resultante de un nivel de ondulación de corriente, pero con un aumento de coste y una penalización de eficiencia mínimos.

El ajuste de la temperatura de color y/o el control total del color también se están volviendo cada vez más populares. El método más económico para implementar el control de temperatura de color es usar un accionador de un solo canal y simplemente dividir la corriente entre dos o más canales de LED para diferentes LED de temperatura de color. Hay dos enfoques para dividir la corriente entre dos (o más) canales de LED. Un enfoque es aplicar modulación de ancho de pulso, por lo que toda la corriente siempre fluye hacia un canal de LED a la vez, proporcionando así un enfoque de división de tiempo. El controlador simplemente selecciona el ciclo de trabajo de la corriente que pasa a través de cada canal de LED.

El otro enfoque es ajustar las corrientes que fluyen a los dos canales usando un modo de control lineal. El controlador selecciona la amplitud de corriente de cada canal de LED y la corriente total corresponde a la corriente de salida del accionador de LED.

Ambos métodos pasan la ondulación de corriente del accionador de LED a la carga de iluminación de modo que el parpadeo de la luz depende del rendimiento del accionador de LED. Si se necesita una cantidad menor de parpadeo, es necesario un accionador con menor ondulación (y, por lo tanto, mayor coste). Si se proporciona un circuito de absorción de ondulación, por ejemplo, dentro de un circuito de fuente de corriente lineal, esto provocará una pérdida de potencia.

Por lo tanto, existe la necesidad de un accionador que pueda reducir el parpadeo de la luz provocado por una ondulación de corriente, pero sin requerir un aumento significativo en el coste o la pérdida de potencia.

El documento CN107094329A divulga la división de corriente en diferentes LED, a diferente amplitud de corriente de entrada total. Más específicamente, a una amplitud de corriente de entrada alta, toda la corriente de entrada se inyecta a un solo LED; mientras que, a una amplitud de corriente de entrada más baja, la corriente de entrada se divide y se inyecta a diferentes LED simultáneamente.

El documento US 2016/157318 A1 divulga un circuito de accionamiento de LED que comprende un circuito divisor de corriente configurado para controlar una relación de corriente proporcionada a una pluralidad de conjuntos de LED de acuerdo con una curva de control de relación de corriente basada al menos en parte en una señal de referencia variable proporcionada en el circuito divisor de corriente.

La invención está definida por las reivindicaciones.

Es un concepto de la invención usar una corriente de entrada para accionar un número de segmentos de diferente color o temperatura de color de un circuito de LED dependiendo del valor instantáneo de una ondulación de corriente en la entrada. La corriente se controla de tal manera que la eficiencia de conversión de luz se selecciona de acuerdo con el valor instantáneo de la ondulación de corriente, para proporcionar una compensación para la ondulación de corriente y, de este modo, proporcionar una salida de luz más constante en presencia de una ondulación de corriente. Más específicamente, cuando el valor instantáneo de la ondulación de corriente está en una porción alta o pico, el circuito de distribución de corriente está adaptado, cuando se proporciona la corriente de entrada a uno solo de los dos segmentos de LED durante la porción de pico, para proporcionar toda la corriente de entrada a los dos segmentos de LED alternativamente y el LED se configura para operar en un estado de baja eficiencia de salida; de lo contrario, en una porción baja o de valle, dividir la corriente de entrada en dos corrientes distintas de cero y proporcionar las dos corrientes distintas de cero a segmentos de LED respectivos y diferentes simultáneamente, los segmentos de LED están configurados para operar en un estado de alta eficiencia de salida. La eficiencia de salida del LED depende de la corriente de entrada. Por lo tanto, al enrutar dinámicamente toda la corriente, la corriente en los LED se puede cambiar y los LED se pueden operar en diferentes estados de eficiencia de salida.

De acuerdo con los ejemplos según un aspecto de la invención, se proporciona un circuito de accionamiento de LED de acuerdo con la reivindicación 1.

Este circuito de accionamiento puede suministrar toda la corriente de entrada recibida (p. ej., desde un accionador de LED) a un segmento de LED o dividir la corriente entre los dos segmentos de LED. Cuando se proporciona toda la corriente a un segmento de LED en la porción de pico, la eficiencia de conversión de luz de ese segmento de LED es menor que cuando dos segmentos se accionan con una corriente más baja. Esto significa que la salida de luz se reduce cuando la corriente de entrada se proporciona a un segmento en comparación con cuando la misma corriente se divide entre los dos segmentos. Como resultado, se reduce el efecto que tiene la ondulación de corriente sobre la intensidad de salida de luz. Lo contrario se aplica cuando la corriente se divide simultáneamente en los segmentos de LED durante la porción de valle: la eficiencia es mayor a una corriente de operación baja para cada segmento de LED, por lo tanto, la salida de luz total aumenta en comparación con cuando se inyecta la misma corriente total a solo un segmento de LED. El circuito de accionamiento compensa eficazmente la ondulación de corriente ajustando la eficiencia de conversión de luz de modo que se obtiene una característica de salida de luz más plana.

Se observa que el concepto puede extenderse a terceros o más segmentos de LED.

La porción de pico y la porción de valle pueden cubrir juntas el período de tiempo completo. Sin embargo, puede haber un período de tiempo entre la porción de pico y la porción de valle (es decir, cubriendo una banda a cada lado de la corriente promedio). Durante esta banda de corriente promedio, cualquiera de los dos métodos de distribución de corriente puede ser apropiado. De este modo, la porción de pico y la porción de valle pueden ser solo aquellos períodos de tiempo cerca de los niveles de corriente máximo y mínimo de la corriente de entrada de ondulación.

De este modo, ambos segmentos de LED pueden usarse incluso durante el tiempo de la porción de pico. La frecuencia de conmutación alterna será más alta que la frecuencia de la ondulación de corriente de entrada y puede hacerse lo suficientemente alta como para no percibirse visualmente.

El circuito de accionamiento puede ser para excitar dos segmentos de LED de diferente color o temperatura de color, y, en una realización, el circuito de distribución de corriente está adaptado, cuando se proporciona la corriente de entrada al único de los dos segmentos de LED durante la porción de pico, para controlar una relación de tiempo de alternancia para controlar de ese modo un color de salida o una temperatura de color general.

De este modo, la salida de color puede controlarse y proporcionar una intensidad de salida de luz más constante a lo largo del tiempo. A menudo se usan dos segmentos de LED para el control del color (en particular, el control de la temperatura del color), por lo que la característica añadida de una salida de luz más uniforme a lo largo del tiempo viene con poca complejidad adicional.

De acuerdo con la invención, cuando se proporciona la corriente de entrada al único de los dos segmentos de LED durante la porción de pico, el único segmento de LED se establece para operar en una primera eficiencia de conversión de corriente a luz; y, cuando se divide la corriente de entrada en dos corrientes distintas de cero y se proporcionan las dos corrientes distintas de cero a segmentos de LED respectivos y diferentes simultáneamente durante la porción de valle, los diferentes segmentos de LED se configuran para operar en una segunda eficiencia de conversión de corriente a luz más alta que la primera eficiencia de conversión de corriente a luz.

El circuito puede ser nuevamente para accionar dos segmentos de LED de diferente color o temperatura de color y, en una realización, el circuito de distribución de corriente está adaptado, al dividir la corriente de entrada en dos corrientes distintas de cero durante la porción de valle, para controlar una relación de corriente entre las dos corrientes distintas de cero para controlar de ese modo un color de salida o una temperatura de color general. De este modo, se utilizan diferentes enfoques de control de color para los tiempos pico y valle.

En su lugar, el circuito puede ser para accionar dos segmentos de LED del mismo color o temperatura de color. De este modo, la invención no se limita a un circuito de iluminación con control de color. Las ventajas de compensar la ondulación de corriente se aplican también a los sistemas de iluminación de un solo color.

El circuito de distribución de corriente puede comprender un primer conmutador en serie con un primer segmento de LED, un segundo conmutador en serie con un segundo segmento de LED y un controlador de conmutador para controlar los conmutadores primero y segundo. Los dos segmentos están preferentemente en paralelo para formar dos ramales, y cada ramal tiene un conmutador en serie.

Los conmutadores primero y segundo, por ejemplo, comprenden transistores, como transistores bipolares o MOSFET,

el controlador de conmutador está adaptado para controlar uno de los conmutadores primero y segundo en un modo de saturación y el otro en modo abierto cuando el circuito de distribución de corriente está proporcionando la corriente de entrada a uno solo de los dos segmentos de LED, y

el controlador de conmutador está adaptado para controlar los conmutadores primero y segundo en un modo lineal cuando el circuito de distribución de corriente está dividiendo la corriente de entrada en dos corrientes distintas de cero.

Al proporcionar diferentes modos de control, se puede usar un modo de modulación de ancho de pulso con conmutadores saturados para el período de tiempo pico y se puede usar un control de corriente analógico (modo lineal) para el período de tiempo de valle.

Puede proporcionarse una disposición de sensor de corriente para detectar la corriente a través de cada segmento de LED y la corriente de entrada total, y proporcionar las corrientes detectadas al controlador de conmutador.

Esto permite establecer las señales de accionamiento del transistor de modo lineal, para proporcionar la división de corriente deseada entre los dos ramales, basándose en un bucle de control de realimentación.

El controlador de conmutación está adaptado, por ejemplo, para detectar cuándo la corriente de entrada total cruza un valor promedio, para detectar de ese modo la porción de pico y la porción de valle, en donde la amplitud límite es el valor promedio (Ipromedio) de la corriente de entrada.

La invención también proporciona una disposición de iluminación que comprende:

un circuito de accionamiento de LED como se ha definido anteriormente; y

dichos al menos dos segmentos de LED accionados por el circuito de accionamiento de LED.

La invención también proporciona un circuito de iluminación que comprende:

una disposición de iluminación como se ha definido anteriormente; y

un accionador de LED para emitir una corriente con la ondulación en amplitud al circuito de accionamiento de LED como la corriente de entrada del circuito de accionamiento de LED.

La invención también proporciona un método para accionar al menos dos segmentos de LED de diferente color o temperatura de color de acuerdo con la reivindicación 11.

El método puede entonces ser para accionar dos segmentos de LED de diferente color o temperatura de color y, de acuerdo con una realización, puede comprender:

cuando se proporciona la corriente de entrada a uno solo de los dos segmentos de LED, controlar una relación de tiempo de alternancia para controlar de ese modo un color de salida o una temperatura de color general; y al dividir la corriente de entrada en dos corrientes distintas de cero, controlar una relación de corriente entre las dos corrientes distintas de cero para controlar de ese modo el color de salida o la temperatura de color general.

El método puede ser para controlar los conmutadores primero y segundo en serie con respectivos segmentos de LED, y puede comprender, además:

controlar uno de los conmutadores primero y segundo en un modo de saturación y el otro en modo abierto cuando se proporciona la corriente de entrada a uno solo de los dos segmentos de LED, y

controlar los conmutadores primero y en modo lineal cuando se divide la corriente de entrada en dos corrientes distintas de cero.

Estos y otros aspectos de la invención se apreciarán y se dilucidarán mejor con referencia a la o las realizaciones que se describen a continuación.

Breve descripción de los dibujos

Para una mejor comprensión de la invención y para mostrar más claramente cómo puede llevarse a cabo, ahora se hará referencia, únicamente a modo de ejemplo, a los dibujos adjuntos, en los que:

la figura 1 muestra un accionador conocido para implementar ajuste de color (o temperatura de color);

la figura 2 muestra un circuito de accionamiento de LED para accionar al menos dos segmentos de LED;

la figura 3 muestra un ejemplo de un circuito de accionamiento de FET;

la figura 4 muestra la relación típica entre la intensidad de salida de luz relativa (eje y, unidades arbitrarias) y la corriente directa (eje x, mA);

la figura 5 muestra formas de onda para ilustrar el funcionamiento del circuito de la invención;

la figura 6 muestra con más detalle una corriente a través de los dos segmentos de LED en la porción de pico y en la porción de valle; y

la figura 7 muestra un método de accionamiento de al menos dos segmentos de LED.

Descripción detallada de las realizaciones

La invención se describirá con referencia a las figuras.

Debería entenderse que la descripción detallada y los ejemplos específicos, aunque indican realizaciones ilustrativas del aparato, los sistemas y los métodos, están destinados únicamente a fines ilustrativos y no pretenden limitar el alcance de la invención. Estas y otras características, aspectos y ventajas del aparato, sistemas y métodos de la presente invención se entenderán mejor a partir de la siguiente descripción, las reivindicaciones y los dibujos adjuntos. Se debe entender que las figuras son meramente esquemáticas y no están dibujadas a escala. También se debe entender que se han empleado los mismos números de referencia en todas las figuras para indicar partes iguales o similares.

La invención proporciona un circuito de accionamiento de LED para accionar al menos dos segmentos de LED, usando una corriente de entrada que tiene una ondulación de corriente. El circuito comprende un circuito de distribución de corriente que proporciona la corriente de entrada a uno solo de los dos segmentos de LED cuando la corriente está en un pico, y divide la corriente de entrada en dos corrientes distintas de cero para diferentes segmentos de LED cuando la corriente está en una depresión. Cuando se proporciona toda la corriente a un segmento de LED, la eficiencia de conversión de luz es menor que cuando dos segmentos se accionan con una corriente más baja. Esto significa que se reduce el efecto que tiene la ondulación de corriente en la salida de luz. El circuito de accionamiento compensa eficazmente la ondulación de corriente ajustando la eficiencia de conversión de luz de modo que se obtiene una característica de salida de luz más plana.

La figura 1 muestra un accionador conocido para implementar ajuste de color (o temperatura de color). Hay un accionador principal 10 que recibe una entrada de red 11 y proporciona una corriente de salida de un solo canal a sus terminales de salida 12. Una unidad de control de color 14 suministra una corriente de salida a dos segmentos de LED 16, 18. La unidad de control de color funciona como un dispositivo maestro de DALI y recibe comandos de entrada de DALI 19. Se conecta al accionador 10 a través de una interfaz DALI, y el accionador 10 funciona como un dispositivo esclavo DALI. La unidad de control de color opera un esquema de PWM y, por lo tanto, entrega la corriente de salida desde el accionador 10 a uno u otro de los segmentos de LED 16, 18.

La unidad de control de color 14 comprende un conmutador en serie para cada segmento de LED para implementar el control de PWM.

La figura 2 muestra un circuito de accionamiento de LED 20 de acuerdo con un ejemplo de la invención, para accionar al menos dos segmentos de LED 22, 24. Cada segmento de LED se muestra esquemáticamente como un solo diodo. Sin embargo, normalmente, cada segmento es una serie de LED o incluso puede ser una combinación de ramales de LED en serie y paralelos. El circuito de accionamiento 20 recibe una corriente de entrada Iaccionador de un accionador 26 con una ondulación de corriente. De este modo, la corriente de salida del accionador tiene una porción de pico con un primer valor y una porción de valle con un segundo valor menor que el primer valor. El primer valor pico está por encima de una corriente promedio, que es, por ejemplo, la corriente de estado estable prevista para ser suministrada por el accionador, y el segundo valor valle está por debajo del valor promedio. Cabe destacar que la porción de pico y la porción de valle se definen solo para diferenciarse entre sí en términos de amplitud grande y pequeña. Una porción con una amplitud más alta que la otra porción puede considerarse una porción de pico mientras que la otra puede considerarse una porción de valle. El valor promedio de toda la corriente no es necesariamente el límite entre la porción de pico y la porción de valle. Por ejemplo, suponiendo que la ondulación sea una forma de onda sinusoidal de 0 a 2n, el período 0 a n podría considerarse una porción de pico con respecto al período n a 2n como la porción de valle de modo que el valor promedio es el límite. Sin embargo, en su lugar, el período de 1/4n a 3/4n también puede considerarse que es la porción de pico y el resto la porción de valle de modo que el valor promedio no es el límite.

El primer segmento de LED 22 tiene un primer conmutador en serie 28 que se conecta al riel de baja tensión a través de una primera resistencia de detección de corriente 30, y el segundo segmento de LED 24 tiene un segundo conmutador en serie 32 que se conecta al riel de baja tensión a través de un segundo sensor de corriente resistencia 34.

Como se explica posteriormente, estas resistencias de detección de corriente se usan para el control de realimentación de los conmutadores 28, 32 cuando funcionan en un modo lineal.

Se proporciona un controlador de conmutador 36 para controlar los conmutadores primero y segundo 28, 32. De esta forma, se forman dos ramales paralelos, comprendiendo cada uno un segmento de LED, un conmutador en serie y una resistencia de detección de corriente. Los conmutadores primero y segundo 28, 32 comprenden transistores tales como transistores de efecto de campo (FET), y se proporciona un circuito de accionamiento de puerta de FET 38 para controlar las señales de puerta aplicadas a los transistores basándose en instrucciones proporcionadas por el controlador de conmutador 36.

Una tercera resistencia de detección de corriente 40 permite medir la corriente total extraída del accionador 26. Esta corriente es la suma de las corrientes a través de los dos ramales, de modo que solo se necesitan dos mediciones de detección de corriente, y la tercera puede derivarse en su lugar de las otras dos.

Al monitorizar la corriente total, se puede monitorizar la ondulación de corriente presente en la forma de onda de corriente recibida del accionador. De esta forma, el controlador de conmutación 36 puede determinar si la corriente está en una porción de pico o en una porción de valle.

El controlador de conmutación 36, el accionador de FET 38 y los conmutadores 28, 32 definen juntos un circuito de distribución de corriente. El circuito de distribución de corriente proporciona la corriente de entrada a uno solo de los dos segmentos de LED 22, 24 en todo momento durante la porción de pico, y divide la corriente de entrada en dos corrientes distintas de cero y proporciona las dos corrientes distintas de cero a respectivos y diferentes segmentos de LED simultáneamente en todo momento durante la porción de valle.

El circuito de accionamiento entrega de esta manera toda la corriente de entrada recibida desde el accionador de LED a un segmento de LED o divide la corriente entre los dos segmentos de LED.

Cuando se proporciona toda la corriente de entrada a un solo segmento de LED, el conmutador correspondiente está cerrado en un estado de impedancia más baja (saturado), y el otro en un estado de impedancia más alta (circuito abierto). Para dividir la corriente, los transistores primero y segundo se controlan en un modo lineal, proporcionando un control analógico de las dos corrientes, en donde la corriente total está restringida para ser la corriente suministrada por el accionador. De este modo, el control analógico implementa una relación de división de corriente deseada.

De esta forma, se usa un modo de modulación de ancho de pulso con conmutadores saturados para el período de tiempo pico y se usa un control de corriente analógico lineal para el período de tiempo de valle.

La figura 3 muestra un ejemplo de un circuito de accionamiento de FET, para el transistor 28 del primer segmento de LED 22. Se proporciona una referencia de corriente Iref (codificada como un nivel de tensión) a un circuito comparador 50. El circuito comparador también recibe la corriente medida (de nuevo como un nivel de tensión) desde la resistencia de detección de corriente 30. Por lo tanto, se usa un sistema de control de realimentación para regular la corriente de salida basándose en la señal de control de puerta aplicada al transistor en su región de control lineal.

La figura 4 muestra la relación típica entre la intensidad de salida de luz relativa (eje y, unidades arbitrarias) y la corriente directa (eje x, mA). El gráfico 60 se desvía de una trayectoria lineal 62 porque la eficiencia de conversión de luz es menor a corrientes más altas.

De este modo, cuando se proporciona toda la corriente a un segmento de LED, la eficiencia de conversión de luz general es menor que cuando dos segmentos se accionan con corrientes más bajas. Esto significa que la salida de luz es menor cuando la corriente de entrada se proporciona a un segmento que cuando la misma corriente se divide entre dos o más segmentos. Como resultado, se reduce el efecto que tiene la ondulación de corriente sobre la intensidad de salida de luz. El circuito de accionamiento compensa eficazmente la ondulación de corriente ajustando la eficiencia de conversión de luz de modo que se obtiene una característica de salida de luz más plana.

La figura 5 muestra formas de onda para ilustrar el funcionamiento del circuito de la figura 2.

La gráfica superior muestra la corriente Iaccionador suministrada por el accionador 26. Comprende porciones de pico 64 por encima del valor promedio Ipromedio y porciones de valle 66 por debajo del valor promedio. Las porciones de pico incluyen un primer valor que es la corriente máxima y las porciones de valle incluyen un segundo valor que es la corriente mínima. El valor promedio es el componente de CC de la corriente de salida y es el nivel de corriente de salida del accionador estático que el accionador pretende entregar. La ondulación de corriente es un componente adicional no deseado que resulta del circuito de accionamiento, por ejemplo, resultante del uso de un circuito simple o componentes de bajo coste con altos valores de tolerancia.

El segundo gráfico muestra la señal de accionamiento de puerta Puerta1 para el primer transistor 28 y el tercer gráfico muestra la señal de accionamiento de puerta Puerta2 para el segundo transistor 32.

Durante las porciones de pico 64, las dos señales de accionamiento de puerta son complementarias, es decir, alternan en el tiempo entre un estado de encendido completo (condición de accionamiento saturado de impedancia más baja) y un estado de apagado completo (impedancia máxima de circuito abierto). Este es un control de bucle abierto que no requiere regulación de realimentación. Ambos segmentos de LED se usan durante este tiempo. La frecuencia de conmutación alterna es más alta que la frecuencia de la ondulación de corriente de entrada y puede hacerse lo suficientemente alta como para no percibirse visualmente.

Durante las porciones de valle 66, las dos señales de accionamiento de puerta están ambas activadas y en los mismos o diferentes niveles analógicos (no mostrados). Los niveles de accionamiento analógicos se controlan mediante un mecanismo de realimentación como se ha explicado anteriormente, proporcionando control de bucle cerrado.

La cuarta gráfica muestra la corriente resultante I<l e d i>proporcionada al primer segmento de LED 22. La quinta gráfica muestra la corriente resultante I<l e d>2 proporcionada al segundo segmento de LED 24. Estos gráficos muestran las corrientes reducidas a través de ambos segmentos de LED (pero suministradas al mismo tiempo) durante la porción de valle. Cabe destacar que estos gráficos son solo esquemáticos para mostrar solo los tiempos. En la figura 6 se muestran gráficos de corriente más representativos.

El gráfico inferior muestra la intensidad de salida de luz. La corriente resultante comprende porciones de dos formas de onda. La primera forma de onda 70 es la forma de onda de intensidad de salida de luz de modo lineal que resulta de dividir la corriente. La segunda forma de onda 72 es la forma de onda de intensidad de salida de luz de modo PWM que resulta de accionar alternativamente los dos segmentos de LED usando toda la corriente disponible. Cada una de las formas de onda primera y segunda 70 y 72 sigue sustancialmente la forma de onda de la ondulación de la corriente, y la primera forma de onda 70 es siempre más alta que 72 debido a la mayor eficiencia de conversión de luz.

La realización de la invención selecciona la forma de onda de baja eficiencia en la porción de pico y selecciona la forma de onda de alta eficiencia en la porción de valle, por lo tanto, se reduce la desviación entre los niveles de intensidad de luz de salida. La conmutación entre los dos modos tiene lugar basándose en la detección de cuándo la corriente de entrada total cruza el valor promedio, para detectar de ese modo la porción de pico y la porción de valle. Sin embargo, la selección de modo puede ser más complicada, por ejemplo, tener algo de histéresis para evitar una rápida oscilación entre los modos. Por ejemplo, la porción de pico puede detectarse basándose en un umbral de corriente más alto que la corriente promedio y la porción de valle puede detectarse basándose en un umbral de corriente más bajo que la corriente promedio. De este modo, para corrientes dentro de una banda alrededor del valor promedio (que puede considerarse una banda de histéresis), puede usarse cualquier modo. La selección de modo es claramente más importante en los valores de corriente mínimo y máximo.

La figura 5 se basa en una división de corriente deseada del 50 % para cada canal, simplemente como un ejemplo que es fácil de ilustrar.

Si |accionador>|promedio, entonces I<l e D>1 - I<l ED>2 - l<accionador>

En este caso, el accionador está trabajando en modo PWM. La eficiencia de los LED es baja, de modo que la salida se limita a la forma de onda 72, no tan alta como la forma de onda 70.

Si |<accionador><|<promedio>, entonces |<LED 1>— |<LED 2>— |<accionador>.

En este caso, el accionador está trabajando en un modo lineal. Ambos segmentos de LED funcionan con mayor eficiencia, lo que conduce a una mayor salida de luz como forma de onda 70, de modo que la salida no es tan baja como la forma de onda 72.

La curva en línea negra continua gruesa muestra la salida de luz de acuerdo con esta realización de la invención.

Para la misma corriente promedio, la salida de luz LED es diferente entre los dos modos y la intensidad de salida de luz pico a pico se reduce significativamente en comparación con cualquiera de las formas de onda individuales 70, 72.

La figura 6 muestra las formas de onda de corriente de cada uno de los dos segmentos de LED con más detalle que en la figura 5.

La forma de onda superior es para el LED 24 y la forma de onda inferior es para el LED 22.

Los segmentos de LED funcionan en un modo PWM cuando l<accionador>> I<promedio>y se conmutan a un modo continuo durante el resto del tiempo.

El modo PWM son las porciones pulsadas (de 33 ms a 35 ms, de 40 ms a 45 ms, etc.). Son señales complementarias, es decir, desfasadas entre sí de modo que solo una señal es distinta de cero a la vez. El período de 1 ms para la señal PWM se usa como ejemplo, correspondiente a una frecuencia de 1 kHz. El modo continuo es cuando ambas formas de onda de corriente son positivas al mismo tiempo. La ondulación se muestra con una frecuencia de 100 Hz (un período de 10 ms).

Se ha realizado un experimento basado en una fuente de corriente constante de 10 W y 300 mA con una gran ondulación (una ondulación de pico a promedio del 60 % para fines de demostración) para accionar dos segmentos de LED de 30 V. La SVM (medida de visibilidad de efecto estroboscópico) cayó de un valor de 2 para una distribución de PWM de corriente en todo momento a un valor por debajo de 1 basándose en el enfoque de la invención.

Los dos segmentos de LED normalmente tienen diferentes temperaturas de color (por ejemplo, blanco azulado y blanco amarillento) o diferentes colores. Cuando se proporciona la corriente de entrada a uno solo de los dos segmentos de LED durante la porción de pico, la relación de tiempo de alternancia (es decir, la relación de tiempos de encendido de los dos segmentos) puede controlarse de ese modo para controlar un color de salida o una temperatura de color general. De forma similar, la relación de corriente entre los dos segmentos de LED puede controlarse en la porción de valle, para lograr un color de salida de luz o una temperatura de color deseados.

En su lugar, el circuito puede ser para accionar dos segmentos de LED del mismo color o temperatura de color. De este modo, la invención no se limita al circuito de iluminación con control de color. Las ventajas de compensar la ondulación de corriente se aplican también a los sistemas de iluminación de un solo color.

El controlador de conmutador 36 puede comprender un circuito integrado digital (microcontrolador), pero también puede implementarse mediante un circuito analógico.

La figura 7 muestra un método de accionamiento de al menos dos segmentos de LED. El método comprende en la etapa 80 recibir una corriente de entrada con una ondulación, teniendo la corriente de entrada una porción de pico y una porción de valle.

En la etapa 82, se detectan la porción de pico (P) y la porción de valle (V). La corriente de entrada se distribuye entonces.

Durante la porción de pico, la corriente de entrada se proporciona a uno solo de los dos segmentos de LED en la etapa 84. La corriente completa se proporciona a los dos segmentos de LED alternativamente. También se puede seleccionar una relación de tiempo de alternancia para controlar un color de salida o una temperatura de color general.

Durante la porción de valle, la corriente de entrada se divide en dos corrientes distintas de cero y se proporcionan a segmentos de LED respectivos y diferentes simultáneamente en la etapa 86. También se puede controlar una relación de corriente entre las dos corrientes distintas de cero para controlar el color de salida o la temperatura de color general.

La invención puede aplicarse a disposiciones de iluminación con más de dos segmentos. El circuito mostrado es solo un ejemplo. Por supuesto, son posibles otras implementaciones de circuito para implementar el concepto subyacente, que es cambiar entre modos, en donde se accionan diferentes números de segmentos de LED en los diferentes modos, dependiendo de la ondulación de la corriente de entrada.

En las reivindicaciones, la expresión "que comprende(n)" no excluye otras etapas o elementos y el artículo indefinido "un" o "una" no excluye una pluralidad. Un único procesador u otra unidad puede cumplir las funciones de varios elementos enumerados en las reivindicaciones. El mero hecho de que se enumeren determinadas medidas en diferentes reivindicaciones mutuamente dependientes no indica que no pueda usarse ventajosamente una combinación de estas medidas. Un programa informático puede almacenarse/distribuirse en un medio adecuado, tal como un medio de almacenamiento óptico o un medio de estado sólido proporcionado junto con o como parte de otrohardware,pero también puede distribuirse en otras formas, tal como a través de Internet u otros sistemas de telecomunicaciones por cable o inalámbricos. En las reivindicaciones, ningún signo de referencia debería interpretarse como una limitación del alcance.

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1. Un circuito de accionamiento de LED (20) para accionar al menos un primer segmento de LED (22) y un segundo segmento de LED (24) de diferente color o temperatura de color, en donde el circuito de accionamiento (20) está adaptado para recibir una corriente de entrada con una ondulación en amplitud, teniendo la corriente de entrada una porción de pico (64) con una primera amplitud por encima de una amplitud límite en la corriente de entrada y una porción de valle (66) con una segunda amplitud menor que la amplitud límite,

en donde el circuito de accionamiento de LED (20) comprende

una entrada para recibir la corriente de entrada;

una salida para conectarse a los al menos dos segmentos de LED (22, 24); y

un circuito de distribución de corriente (28, 32, 36, 38) que está adaptado para:

proporcionar, durante la porción de pico (64), alternativamente, la corriente de entrada al primer segmento de Le D (22) o al segundo segmento de LED (24); y

dividir la corriente de entrada en dos corrientes distintas de cero y proporcionar las dos corrientes distintas de cero a respectivos y diferentes segmentos de LED (22, 24) simultáneamente durante la porción de valle (66); caracterizado por que el circuito de distribución de corriente (28, 32, 36, 38) está adaptado, cuando se proporciona la corriente de entrada al primer segmento de LED (22) y al segundo segmento de LED (24) durante la porción de pico (64), para establecer el primer segmento de LED (22) y el segundo segmento de LED (24) para operar en una primera eficiencia de conversión de corriente a luz; y

el circuito de distribución de corriente (28, 32, 36, 38) está adaptado,

al dividir la corriente de entrada en dos corrientes distintas de cero, para proporcionar las dos corrientes distintas de cero al primer segmento de LED (22) y al segundo segmento de LED (24) respectivos simultáneamente durante la porción de valle (66), para establecer el primer segmento de LED (22) y el segundo segmento de LED (24) para operar en una segunda eficiencia de conversión de corriente a luz más alta que la primera eficiencia de conversión de corriente a luz.

2. Un circuito de accionamiento de LED (20) según la reivindicación 1, en donde el circuito de distribución de corriente (28, 32, 36, 38) está adaptado, cuando se proporciona la corriente de entrada al primer segmento de LED (22) y al segundo segmento de LED (24) durante la porción de pico (64), para controlar una relación de tiempo de alternancia controlando así un color de salida o una temperatura de color general.

3. Un circuito de accionamiento de LED (20) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en donde el circuito de distribución de corriente (28, 32, 36, 38) está adaptado, cuando se divide la corriente de entrada en dos corrientes distintas de cero durante la porción de valle (66), para controlar una relación de corriente entre las dos corrientes distintas de cero controlando así un color de salida o una temperatura de color general.

4. Un circuito de accionamiento de LED (20) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el circuito de distribución de corriente (28, 32, 36, 38) comprende un primer conmutador (28) en serie con el primer segmento de LED (22), un segundo conmutador (32) en serie con el segundo segmento de LED (24), y un controlador de conmutador (36) para controlar los conmutadores primero y segundo (28, 32).

5. Un circuito de accionamiento de LED (20) según la reivindicación 4, en donde el circuito de distribución de corriente (28, 32, 36, 38) comprende, además, un accionador de puerta (38) para accionar los conmutadores primero y segundo (28, 32).

6. Un circuito de accionamiento de LED (20) según la reivindicación 5, en donde

los conmutadores primero y segundo (28, 32) comprenden transistores,

el controlador de conmutador (36) está adaptado para controlar uno de los conmutadores primero y segundo (28, 32) en un modo de saturación y el otro

de los conmutadores primero y segundo (28, 32) en modo abierto cuando el circuito de distribución de corriente (28, 32, 36, 38) está proporcionando la corriente de entrada a uno solo de los dos segmentos de LED (22, 24), y el controlador de conmutador (36) está adaptado para controlar los conmutadores primero y segundo (28, 32) en un modo lineal cuando el circuito de distribución de corriente (28, 32, 36, 38) está dividiendo la corriente de entrada en dos corrientes distintas de cero.

7. Un circuito de accionamiento de LED (20) según la reivindicación 5 o 6, que comprende una disposición de sensor de corriente (30, 34, 40) para detectar la corriente a través de cada segmento de LED y la corriente de entrada total, y proporcionar las corrientes detectadas al controlador de conmutador (36).

8. Un circuito de accionamiento de LED (20) según la reivindicación 7, en donde el controlador de conmutación (36) está adaptado para detectar cuándo la corriente de entrada total cruza un valor promedio (Ipromedio), detectando de ese modo la porción de pico (64) y la porción de valle (66), en donde la amplitud límite es el valor promedio (Ipromedio) de la corriente de entrada.

9. Una disposición de iluminación que comprende:

un circuito de accionamiento de LED (20) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8; y

dichos al menos dos segmentos de LED (22, 24) accionados por el circuito de accionamiento de LED (20).

10. Un circuito de iluminación que comprende:

una disposición de iluminación según la reivindicación 9; y

un accionador de LED (26) para emitir una corriente con la ondulación en amplitud al circuito de accionamiento de LED (20) como la corriente de entrada del circuito de accionamiento de LED (20).

11. Un método para accionar al menos un primer segmento de LED (22) y un segundo segmento de LED (24) de diferente color o temperatura de color, que comprende:

(80) recibir una corriente de entrada con una ondulación en amplitud, teniendo la corriente de entrada una porción de pico (64) con una primera amplitud por encima de una amplitud límite en la corriente de entrada y una porción de valle (66) con una segunda amplitud menor que la amplitud límite,

distribuyendo la corriente de entrada:

(84) proporcionando durante la porción de pico (64) alternativamente la corriente de entrada al primer segmento de LED (22) o al segundo segmento de LED (24); y

(86) dividiendo la corriente de entrada en dos corrientes distintas de cero y proporcionando las dos corrientes distintas de cero a segmentos de LED respectivos y diferentes (22, 24) simultáneamente durante la porción de valle (66),

en donde, cuando se proporciona la corriente de entrada al primer segmento de LED (22) y al segundo segmento de LED (24) durante la porción de pico (64), el primer segmento de LED (22) y el segundo segmento de LED (24) se establecen para operar en una primera eficiencia de conversión de corriente a luz; y

en donde, cuando se divide la corriente de entrada en dos corrientes distintas de cero y se proporcionan las dos corrientes distintas de cero al primer segmento de LED (22) y al segundo segmento de LED (24) simultáneamente durante la porción de valle, el primer segmento de LED (22) y el segundo segmento de LED (24) se establecen para operar en una segunda eficiencia de conversión de corriente a luz más alta que la primera eficiencia de conversión de corriente a luz.

12. Un método según la reivindicación 11, que comprende:

cuando se proporciona la corriente de entrada al primer segmento de LED (22) y al segundo segmento de LED (24), controlar una relación de tiempo de alternancia controlando de ese modo un color de salida o una temperatura de color general; y

al dividir la corriente de entrada en dos corrientes distintas de cero, controlar una relación de corriente entre las dos corrientes distintas de cero, controlando de este modo el color de salida o la temperatura de color general.

13. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 12, que comprende controlar los conmutadores primero y segundo en serie con los respectivos segmentos de LED (22, 24), que comprende:

controlar uno de los conmutadores primero y segundo en un modo de saturación y el otro de los conmutadores primero y segundo

en modo abierto cuando se proporciona la corriente de entrada a uno solo de los dos segmentos de LED (22, 24), y

controlar los conmutadores primero y en modo lineal cuando se divide la corriente de entrada en dos corrientes distintas de cero.