FR2646981A3

FR2646981A3 - Luminous indicator with light-emitting diode

Info

Publication number: FR2646981A3
Application number: FR8906217A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-05-09
Filing date: 1989-05-09
Publication date: 1990-11-16
Anticipated expiration: 1995-05-09
Also published as: FR2646981B3

Abstract

Luminous indicator with light-emitting diode comprising a capsule which is at least partially transparent and in which are mounted in series the light-emitting diode and an integrated circuit for regulating the current which delivers a constant current starting from a specific value of the voltage supplying the indicator.

Description

La présente invention concerne les voyants lumineux a diode électroluminescente. Les diodes électroluminescentes couramment désignées sous le nom de LEDs sont des formes particulières de jonctions PN qui, lorsqu'elles sont alimentées en courant dans le sens direct, émettent de la lumière. Selon la nature du matériau seaiconducteur et de on traitement} cette émission peut se situer dans l'infrarouge ou dans le spectre visible. Certaines Us émettent de la lumière de type laser. Une sutre particularité des diodes LEDs polarisées dans le sens direct est de présenter une tension de seuil de fonctionnement VsD de 2 volts environ.Au-dessous de cette tension de seuil, le courant ID et l'émission lumineuse sont faibles ou nuls. Pour des tensions supérieures à ce seuil, le courant
ID crott beaucoup plus rapidement que la tension et peut endommager rapidement la LED.The present invention relates to light emitting diode indicator lights. Light emitting diodes commonly referred to as LEDs are special forms of PN junctions which, when supplied with current in the forward direction, emit light. Depending on the nature of the conductive material and of the treatment, this emission may be in the infrared or in the visible spectrum. Some Us emit laser type light. Another peculiarity of diodes LEDs polarized in the direct direction is to present an operating threshold voltage VsD of approximately 2 volts. Below this threshold voltage, the current ID and the light emission are weak or zero. For voltages above this threshold, the current
ID crott much faster than voltage and can quickly damage the LED.

Pour parer à cet inconvénient, la technique habituelle consiste & limiter le courant à une valeur déterminée à l'aide d'un dispositif extérieur placé en série dans l'a liaentation de la LED. Ce pourra etre la sortie d'un circuit intégré de commande ou plus généralement d'une résis- tance dont la valeur devra être adaptée pour des conditions de fonctionneient optimales à la tension drutilisation prévue. L'utilisation des LEDa dans ces conditions nécessite l'emploi de cablage et de composants extérieurs, ce qui complique la mise en oeuvre, l'emcombrement et augaente les coûts.Il existe également des voyants lumineux à LED incluant une résistance pour des tensions prédéterminées de 6,
I2 ou 24 volts par exemple, irais cette façon de procéder peut poser des problèmes d'approvisionnement, de stockage de nombreux modèles et meme dans certains case, d'adapta- tion imparfaite aux besoins. To overcome this drawback, the usual technique consists in limiting the current to a determined value using an external device placed in series in the alignment of the LED. This could be the output of an integrated control circuit or more generally of a resistor whose value will have to be adapted for optimal operating conditions at the expected operating voltage. The use of LEDa in these conditions requires the use of wiring and external components, which complicates implementation, size and increases costs. There are also LED indicator lights including a resistor for predetermined voltages of 6,
I2 or 24 volts for example, would go this way of proceeding can pose problems of supply, storage of many models and even in certain cases, of imperfect adaptation to needs.

La présente invention a pour but d'éliminer ces inconvénients. Elle concerne un produit nouveau consistant en l'assemblage en un seul composant d'une fonction T-Fn avec une fonction régulateur de courant constant. Ce nouveau concept de diode LED autorégulée pourra etre réalisé dans la totale diversité de formes, dimensions, couleurs ou autres caractéristiques des LEDs ou voyants i LEDs classiques ou spéciaux. La fonction régulateur de courant constant pourra présenter une tension de seuil VsR de 1 à 2,5 volts par exemple, qui s'ajoutera à la tension VsD de la LED. The object of the present invention is to eliminate these drawbacks. It relates to a new product consisting of the assembly in a single component of a T-Fn function with a constant current regulator function. This new concept of self-regulating LED diode can be realized in the total diversity of shapes, dimensions, colors or other characteristics of classic or special LEDs or LEDs. The constant current regulator function may have a threshold voltage VsR of 1 to 2.5 volts for example, which will be added to the voltage VsD of the LED.

Pour des tensions appliquées dans le sens direct, inférieures à 3 ou 4 volts environ, correspondant à la nouvelle tension de seuil de fonctionnement résultant de l'addition
VsD + VsR, le courant passant et l'émission lumineuse seront faibles ou nuls. Pour des valeurs supérieures b cette tension de seuil, l'élément LED recevra le courant nominal et constant pour lequel le régulateur de courant a été établi. Ce courant constant assurera le fonctionnement uniforme de la diode LED sur une large plage de tension d'alimentation, de 3 & 30 volts à titre d'exemple non limitatif, qui englobera en tout cas la quasi totalité des tensions usuelles en électronique, même si cette tension était cons tamment variable autour d'une valeur moyenne.Le nouveau composant représente ainsi un produit d'utilisation plus générale, donc moins restrictive, que les produits connus.For voltages applied in the forward direction, less than 3 or 4 volts approximately, corresponding to the new operating threshold voltage resulting from the addition
VsD + VsR, the passing current and the light emission will be weak or zero. For values greater than this threshold voltage, the LED element will receive the nominal and constant current for which the current regulator has been established. This constant current will ensure the uniform operation of the LED diode over a wide range of supply voltage, from 3 & 30 volts by way of nonlimiting example, which will in any case include almost all of the usual voltages in electronics, even if this voltage was constantly variable around an average value. The new component thus represents a product of more general use, therefore less restrictive, than known products.

I1 est d'un emploi ertrêmement simple et aisé car il ne comporte que deux sorties d'alimentation repérées par les signes plus et moins. It is extremely simple and easy to use because it only has two supply outlets identified by the plus and minus signs.

Une description détaillée du nouveau composant est don-; née dans ce qui suit au regard de 3 figures sur lesquelles apparaissent - à la figure t la représentation graphique de la relation existant entre le courant traversant la LED et sa tension d'alimentation pour un voyant lumineux courant g - à la figure 2 la représentation graphique de la relation existant entre le courant traversant la LED et sa tension d'alimentation pour un voyant lumineux selon l'invention t - à la figure 3 le schéma de principe du composant selon l'invention. A detailed description of the new component is given; born in what follows with regard to 3 figures on which appear - in figure t the graphic representation of the relation existing between the current passing through the LED and its supply voltage for a current light indicator g - in figure 2 the representation graph of the relationship between the current passing through the LED and its supply voltage for a light indicator according to the invention t - in Figure 3 the block diagram of the component according to the invention.

Les voyants lumineux à LED tels qu'on les trouve actuellement dans le commerce sont très sensibles à l'intensité de courant traversant la LED. Cette intensité est fonction de la tension d'alimentation du voyant. Le voyant stal- lune pour une tension de seuil VsD correspondant & une certaine intensité de courant. Au delà de cette tension de seuil le courant augmente très rapidement (figure t). I1 suffit donc d'une petite augmentation de la tension d'alimentation pour obtenir un fort courant endommageant rapidement la LED. LED indicator lights as currently found on the market are very sensitive to the intensity of current flowing through the LED. This intensity is a function of the indicator supply voltage. The indicator light for a threshold voltage VsD corresponding to a certain current intensity. Beyond this threshold voltage the current increases very quickly (Figure t). I1 therefore suffices with a small increase in the supply voltage to obtain a high current quickly damaging the LED.

Pour le voyant selon l'invention, le courant passant par la LED augmente dans un premier temps jusqu'au seuil de fonctionnement VsD + VsR, pour rester ensuite constant & partir de ce seuil (figure 2). Une variation même importante de la tension d'alimentation du composant ne peut donc plus endommager la LED. For the indicator light according to the invention, the current passing through the LED initially increases up to the operating threshold VsD + VsR, then remains constant from this threshold (FIG. 2). Even a significant variation in the component supply voltage can no longer damage the LED.

Le voyant selon l'invention, représenté schématiquement à la figure 3, comporte, en association et montée dans la même capsule 1 dont au moins le sommet lenticulaire est trans- parent, une LED Ct et un régulateur de courant C2 connecté en série avec Ci. Chacune des deux fonctions LED et régulateur de courant intégrées possède une face ou liaison respectivement reliée à l'une des deux connections de sortie plus et moins. The indicator according to the invention, shown diagrammatically in FIG. 3, comprises, in association and mounted in the same capsule 1, at least the lenticular apex of which is transparent, an LED Ct and a current regulator C2 connected in series with Ci Each of the two integrated LED and current regulator functions has a face or link respectively connected to one of the two plus and minus output connections.

Ces deux connections servent à la triple fonction de support mécanique d'assemblage, de transmission de l'alimentation électrique et de diffusion de la chaleur à l'intérieur et vers l'extérieur de l'encapsulation du composant et sont électriquement isolées entre elles. L'alimentation en courant continu connectée dans le sens direct est appliquée sur les connections de sortie plue et moins.These two connections serve the triple function of mechanical assembly support, transmission of electrical power and heat distribution inside and outside of the component encapsulation and are electrically isolated from each other. The DC power supply connected in the forward direction is applied to the greater and less output connections.

La fonction régulateur de courant constant pourra être obtenue, à titre d'exemple non limitatif, par un dispositif dit diode régulatrice de courant composé d'un transistor à effet de champ et d'une résistance d'autopolarisa- tion placée dans sa source. La valeur de cette résistance détermine la valeur du courant régulé. Un tel circuit présente la particularité d'avoir une caractéristique ID pratiquement plate sur une vaste gamme de tension V à partir d'un minimum de 1 & 2 volts environ. The constant current regulator function can be obtained, by way of nonlimiting example, by a device called a current regulating diode composed of a field effect transistor and a self-polarization resistor placed in its source. The value of this resistance determines the value of the regulated current. Such a circuit has the particularity of having a practically flat ID characteristic over a wide range of voltage V from a minimum of approximately 1 & 2 volts.

La construction du nouveau composant relève de la technique de fabrication monolithique d'un circuit. The construction of the new component is a monolithic circuit manufacturing technique.

Selon une première forme préférentielle de réalisation du composant, la LED Cl et le régulateur C2 seront du type chip ou puce, C1 étant du type jonction PN LED et C2 du type régulateur de courant monolithique. Le chip régulateur
C2 sera recouvert ou enrobé d'un matériau de passivation opaque le soustrayant à tout rayonnement lumineux.According to a first preferred embodiment of the component, the LED C1 and the regulator C2 will be of the chip or chip type, C1 being of the PN LED junction type and C2 of the monolithic current regulator type. The regulating chip
C2 will be covered or coated with an opaque passivation material, removing it from any light radiation.

Selon une deuxième forme préférentielle de réalisation du composant la LED Cl et le régulateur C2 seront du type icro-boStier ou version CMS. According to a second preferred embodiment of the component, the LED Cl and the regulator C2 will be of the icro-boStier or CMS version.

Ls capsule I pourra Titre remplie de résine filectrique- ment isolante, transparente, éventuellement colorée et présentant les qualités mécaniques requises. La capsule pourra être munie d'un enjoliveur métallique. The capsule I may Title filled with filamentally insulating resin, transparent, possibly colored and having the required mechanical qualities. The capsule may be fitted with a metal cover.

Claims

Light-emitting diode indicator light enclosed in an at least partially transparent capsule, provided with two output connections, one positive and the other negative, and supplied by a voltage coming from the device whose operation is to be checked. that in the module is mounted, in series with the light-emitting diode, an integrated circuit for regulating the current passing through the diode, the regulation being such that this current remains constant as a function of the supply voltage coming from the device with con enthroned and this from a threshold voltage from which the light emission of the diode is pro voquáe, all so as to be able to use the indicator for a wide range of supply voltage without risk of damage to the diode.