FR2970760A1 - Dispositif et procede d'eclairage comprenant une ampoule a diodes electroluminescente - Google Patents

Dispositif et procede d'eclairage comprenant une ampoule a diodes electroluminescente Download PDF

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Abstract

Dispositif et procédé d'éclairage comprenant une ampoule électrique (1) comportant un ensemble de diodes électroluminescentes (2) et des moyens (3) de fixation mécanique et de raccordement électrique de l'ampoule (1) aptes à recevoir un courant alternatif ou continu. L'ampoule (1) comprend des moyens de contrôle (5) de l'ensemble de diodes (2) comprenant un régulateur de courant apte à fournir un courant continu à l'ensemble de diodes (2).

Description

B 10-2201 FR 1 Dispositif et procédé d'éclairage comprenant une ampoule à diodes électroluminescente 5
La présente invention concerne d'une manière générale les dispositifs d'éclairage et en particulier les ampoules à diodes électroluminescentes (DEL). 10 Les ampoules à DEL ont pour inconvénient de devoir être alimentées par un courant continu. Ainsi, lors du raccordement de l'ampoule à un réseau d'alimentation alternatif, un circuit apte à réguler le courant doit être utilisé. Ces circuits de régulation sont généralement disposés à 15 l'extérieur de l'ampoule. I1 est donc nécessaire d'utiliser les ampoules dans des lampes spécifiques. A cet égard, on pourra se référer au document CN201237138 qui décrit un réverbère à DEL alimenté en énergie électrique par une batterie solaire ou par un raccordement à un réseau alternatif. Ce 20 réverbère est équipé de moyens de contrôle qui permettent de sélectionner un mode d'alimentation. La demande de brevet coréenne KR20080079386 décrit quant à elle un réverbère qui comprend un système d'éclairage à DEL, un générateur de tension solaire, un générateur éolien, un ensemble de 25 batteries et un système de commande à distance. Les dispositifs d'éclairage décrits dans ces documents utilisent des moyens de contrôle et de régulation du courant situés à l'extérieur de l'ampoule, afin de pouvoir effectuer la commutation entre différentes sources d'énergies. I1 y a donc une corrélation entre le 30 choix des ampoules et ces moyens de contrôle et de régulation du courant. Au vu de ce qui précède, la présente invention a pour but de palier au moins en partie les inconvénients procurés par les techniques antérieures et, en particulier, de proposer une ampoule apte à recevoir différents types d'alimentation. Selon un premier aspect, il est donc proposé un dispositif d'éclairage comprenant une ampoule électrique comportant un ensemble de diodes électroluminescentes et des moyens de fixation mécanique et de raccordement électrique de l'ampoule aptes à recevoir un courant alternatif ou continu. L'ampoule comprend des moyens de contrôle de l'ensemble de diodes comprenant un régulateur de courant apte à fournir un courant continu à l'ensemble de diodes. Ainsi, les moyens de contrôle de l'ensemble de diodes sont situés dans l'ampoule et l'ampoule peut être utilisée dans des dispositifs d'éclairage différents. L'ampoule peut comprendre un détecteur de pénombre connecté aux moyens de contrôle de l'ensemble de diodes. L'ampoule permet de détecter l'intensité lumineuse ambiante afin de déclencher, par exemple, un fonctionnement de l'ampoule uniquement pendant les périodes d'obscurité. Par ailleurs, le détecteur de pénombre étant situé dans l'ampoule, il peut fonctionner au sein de différentes lampes. Avantageusement, le dispositif comprend une télécommande apte à communiquer avec un récepteur situé dans l'ampoule et connecté aux moyens de contrôle de l'ensemble de diodes. Les moyens de contrôle de l'ensemble de diodes peuvent comprendre un unique circuit intégré. Ainsi, ce circuit intégré contient un régulateur de courant et les circuits électroniques nécessaires au fonctionnement de l'ampoule. En outre, l'ampoule comporte un relais électrique situé sur un deuxième circuit intégré et apte à connecter les moyens de raccordement à une alimentation électrique à une première entrée des moyens de contrôle apte à recevoir un courant alternatif ou à une deuxième entrée des moyens de contrôle apte à recevoir un courant continu.
Avantageusement, le dispositif comprend une lampe utilisant ladite ampoule. Le dispositif peut comprendre une batterie reliée à un ensemble d'alimentation solaire apte à charger ladite batterie.
En outre, le dispositif comporte des moyens aptes à relier ladite lampe à un réseau d'alimentation électrique alternatif ou à la batterie. Selon un autre aspect, il est proposé un procédé d'utilisation d'un dispositif d'éclairage comprenant une ampoule électrique comportant un ensemble de diodes électroluminescentes et des moyens de fixation mécanique et de raccordement électrique de l'ampoule aptes à recevoir un courant alternatif ou continu. Selon une caractéristique générale du procédé, on contrôle l'ensemble de diodes en régulant le courant de manière à fournir un courant continu à l'ensemble de diodes. Avantageusement, on contrôle l'ampoule au moyen d'une télécommande apte à envoyer des instructions. L'ampoule peut être utilisée dans une lampe alimentée au moins par une batterie dont on calcule l'autonomie en fonction des instructions envoyées par la télécommande. En outre, on peut modifier automatiquement le type d'alimentation de la lampe si la tension aux bornes de la batterie est inférieure à un seuil défini. On peut fournir une consigne de flux lumineux à l'ampoule.
On peut également fournir une consigne d'autonomie à l'ampoule. Avantageusement, on vérifie si la consigne de flux lumineux et la consigne d'autonomie peuvent être toutes les deux respectées en fonction de la tension aux bornes de la batterie.
En outre, on peut indiquer à l'ampoule une consigne prioritaire choisie parmi la consigne de flux lumineux et la consigne d'autonomie. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 représente schématiquement une ampoule selon un mode de réalisation selon l'invention ; - les figures 2 et 3 représentent schématiquement des moyens d'alimentation électrique selon l'invention ; - la figure 4 représente schématiquement des moyens de contrôle d'un ensemble de diodes selon l'invention; et - les figures 5 à 7 illustrent différents modes d'utilisation du dispositif d'éclairage selon l'invention. Sur la figure 1 on a représenté une ampoule 1 incorporant une diode électroluminescente 2. Bien entendu, l'ampoule 1 comporte un grand nombre de diodes 2, qui n'ont pas été représentées pour des raisons de simplification, afin d'obtenir un flux lumineux suffisamment élevé. L'ampoule 1 est équipée d'un culot 3 destiné à la fixation mécanique et au raccordement électrique de l'ampoule 1. Ce culot 3 pourra correspondre, par exemple, à un culot standard E27, permettant d'utiliser l'ampoule dans différentes lampes.
Une liaison électrique 4 est reliée au culot 3. Cette liaison électrique 4 est reliée à des moyens de contrôle 5 des diodes électroluminescentes 2. Les moyens de contrôle 5 permettent de réguler le courant reçu par l'ampoule 1 afin d'alimenter les diodes 2 avec un courant continu adapté aux diodes 2.
Un détecteur de pénombre 6 et un récepteur radio 7 sont disposés dans l'ampoule 1 et sont reliés aux moyens de contrôle 5. Le détecteur de pénombre 6 est disposé dans l'ampoule de manière à pouvoir évaluer l'intensité lumineuse ambiante. Le récepteur radio 7 est apte à recevoir des instructions et à communiquer avec une télécommande non représentée. Les moyens de contrôle 5 comprennent, dans ce mode de réalisation de l'invention, un détecteur de tension 8, un circuit intégré 9 comportant des moyens de régulation du courant et relié aux diodes 2, et des moyens de commutation 10 commandés par le détecteur de tension 8 et permettant de connecter la liaison électrique 4 au circuit intégré 9. Les moyens de commutation 10 peuvent raccorder la liaison électrique 4 à une première entrée 11 apte à recevoir un courant alternatif ou à une deuxième entrée 12 apte à recevoir un courant continu. Le détecteur de tension 8 permet de détecter le type d'alimentation auquel est relié l'ampoule 1 et de rediriger le courant reçu avec les moyens de commutation 10 vers la bonne entrée 11 ou 12 du circuit intégré 9.
Par ailleurs, les moyens de commutation 10 peuvent être disposés sur deuxième circuit intégré qui comprend par exemple un relais électrique. Le circuit intégré 9 contient des moyens de régulation de courant et des moyens de calcul aptes à prendre en compte les instructions reçues par le récepteur radio 7 et le détecteur de pénombre 6 afin de contrôler le fonctionnement des diodes 2. L'utilisateur de l'ampoule 1 peut, par exemple, au moyen d'une télécommande et du récepteur radio 7, envoyer des instructions pour allumer ou éteindre l'ampoule 1, sélectionner le type d'alimentation à utiliser si l'ampoule 1 est reliée à plusieurs alimentations, régler le flux lumineux, indiquer la durée de fonctionnement de l'ampoule ou encore la programmer pour un fonctionnement journalier. Sur la figure 2 on a représenté des moyens d'alimentation 13 électrique selon l'invention.
Ces moyens d'alimentation ont pour sortie une liaison électrique 14 destinée à être raccordée à une douille non représentée apte à recevoir le culot 3. Les moyens d'alimentation 13 comprennent également une prise électrique 15 apte à être raccordée à un réseau d'alimentation électrique alternatif et reliée à des moyens de commutation 16. La deuxième entrée des moyens de commutation 16 est reliée à un ensemble d'alimentation solaire 17. Cet ensemble d'alimentation solaire 17 comprend un panneau solaire 18 et une batterie 19, tous les deux reliés à un circuit intégré 20.
Le circuit intégré 20 permet de gérer les charges de la batterie 19 au moyen du panneau solaire 18. Les moyens de commutation 16 permettent de relier directement l'ampoule 1 à l'ensemble d'alimentation solaire 17 ou directement à un réseau d'alimentation. Les moyens de commutation 16 et le circuit intégré 20 peuvent être, par exemple, situés dans le corps d'une lampe, dans le corps d'un réverbère destiné apte à recevoir l'ampoule 1, dans un dispositif rattaché au panneau solaire 18 ou encore un dispositif indépendant.
Les moyens de commutations 16 sont contrôlés par un capteur de tension 21 relié également au circuit intégré 20. A titre d'exemple, lorsque la tension aux bornes de la batterie 19 est inférieure à un seuil définie, alors les moyens de commutation 16 peuvent relier la prise directement l'ampoule 1 à la prise électrique 15 raccordée à un réseau d'alimentation électrique. Sur la figure 3 on a représenté de manière schématique un ensemble d'alimentation 13 selon un mode de réalisation de l'invention. Dans ce mode de réalisation, les moyens de commutation 16 comprennent un relais électrique comportant un électroaimant 22. Ainsi, il est possible de basculer d'un type d'alimentation à un autre. Sur la figure 4, on a représenté de manière schématique un circuit intégré 9 d'un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel l'ampoule 1 ne comprend pas de moyens de commutations 10 mais un unique circuit intégré 9. Le circuit intégré 9 est apte à recevoir un courant continu ou un courant alternatif, et ce en utilisant une unique entrée 23 comportant deux connexions, reliée de manière directe aux connexions 4 de l'ampoule 1. Un fusible 24 est disposé sur l'une de ces connexions et deux modules différents 25 et 26 sont reliés après ce module en parallèle. Le premier module 25 comporte des moyens non représentés de détection de tension aptes à contrôler un transistor NMOS 27 disposé sur une des lignes d'alimentations. Le transistor NMOS 27 est contrôlé par un organe 28 de manière à être passant uniquement quand la tension d'entrée est continue et inférieure à une valeur de seuil, par exemple 24V, il reste bloqué dans le cas contraire. Le premier module 25 permet de réguler un courant continu et de protéger le dispositif contre les tensions continues trop élevées. Le deuxième module 26 comporte des moyens de conversion de tension aptes à produire une tension continue, par exemple de l'ordre de 18V, lorsque la tension d'entrée est alternative, par exemple d'amplitude comprise entre 90V et 265V. Un transformateur non représenté peut être utilisé dans le deuxième module 26. Par ailleurs, si l'amplitude de la tension en entrée est inférieure à 70V, la sortie du module 26 peut être désactivée. Les modules 25 et 26 sont ensuite reliés à un organe de pilotage 28 apte à contrôler les diodes 2. Les connexions entre les modules 25 et 26 et l'organe de pilotage 28 peuvent inclure des capacités dites de découplage comme représenté sur la figure avec la capacité 29 ou des diodes de redressement 30.
L'organe de pilotage 28 reçoit en entrée une tension continue, par exemple de 18V, et permet de mettre en marche les diodes 2 selon les modes de fonctionnement choisis. Cet organe de pilotage 28 est par ailleurs connecté aux différents capteurs compris dans l'ampoule tels que le détecteur de pénombre 6 et le récepteur radio 7.
Sur la figure 5 on a représenté un premier mode d'utilisation du dispositif d'éclairage selon l'invention. Dans une première étape E101, un utilisateur, par exemple au moyen d'une télécommande, indique que l'ampoule 1 fonctionne sans répétition journalière. Plus précisément, l'ampoule 1 fonctionne selon le mode d'utilisation qui va être décrit et ce mode d'utilisation n'est pas répété le lendemain. Par ailleurs, dans ce mode de fonctionnement, l'ampoule 1 peut fonctionner en même temps que les batteries se rechargent si un mode d'alimentation apte à charger la batterie est disponible.
A titre d'exemple, l'ampoule 1 peut être disposée dans une pièce à l'ombre, et le panneau solaire 18 peut être disposé à l'extérieur. La batterie peut donc être chargée pendant la journée, et l'ampoule 1 fonctionne lorsque l'utilisateur la met en fonctionnement.
Un test (E102) permet ensuite de déterminer, par exemple au moyen du détecteur de pénombre 6, si la luminosité ambiante est supérieure à un seuil défini. Si la luminosité ambiante est suffisamment élevée (par exemple au cours d'une journée), alors une étape de test E103 est mise en oeuvre dans laquelle on va détecter la présence d'une alimentation 17 comprenant une batterie et un panneau solaire. Si le test de l'étape E102 indique que la luminosité ambiante est trop faible alors l'étape E104 est mise en oeuvre. L'étape E104 est un test similaire à celui de l'étape E103.
Après l'étape E103, si l'alimentation 17 par panneau solaire et batterie est disponible, deux étapes E105 et E106 sont mises en oeuvre simultanément. L'étape E105 permet de déterminer si la tension aux bornes de la batterie est inférieure à un seuil, pouvant être par exemple de 3,65V. Si la tension est inférieure à ce seuil, la batterie 19 n'est pas complètement chargée et l'étape E107 de recharge de la batterie 19 est mise en oeuvre. Si lors de l'étape de test E104 le mode d'alimentation par panneau solaire et batterie est disponible, l'étape E106 est mise en oeuvre. L'étape E106 permet de vérifier que la tension aux bornes de la batterie 19 est supérieure à un seuil, pouvant être par exemple de 2,5V. Si la tension est supérieure alors la batterie peut encore alimenter les diodes 2 de l'ampoule 1.
Si le mode d'alimentation par panneau solaire et batterie est indisponible (étapes E103, E104) ou si la tension aux bornes de la batterie 19 est inférieure au seuil de l'étape E106 alors l'étape E108 est mise en oeuvre. L'étape E108 correspond à un test pour vérifier que le dispositif est raccordé à un réseau d'alimentation électrique alternatif 15. Si le dispositif est raccordé à un réseau d'alimentation électrique alternatif 15, alors une étape de test E109, consistant à détecter si deux modes d'alimentation par réseau et par batterie sont disponibles, est mise en oeuvre et permet à l'utilisateur de sélectionner un mode de fonctionnement dans lequel le dispositif est alimenté par le réseau si la batterie 19 est déchargée. Si le test de l'étape E109 est positif, alors l'utilisateur peut fournir une consigne de flux lumineux (étape E110). Après l'étape E110, l'utilisateur peut sélectionner la temporisation (étape E111), c'est-à-dire fournir une consigne d'autonomie. Si le test de l'étape E106 est positif, deux étapes E112 et E113, 15 respectivement similaires aux étapes E110 et El11 sont mises en oeuvre. L'étape E113 est suivie d'une étape de test E114 dans laquelle le dispositif vérifie si les deux consignes des étapes E112 et E13 peuvent être respectées, en fonction de la tension aux bornes de la 20 batterie. Si le test de l'étape E114 est positif, l'étape de test E115 est mise en oeuvre. L'étape E115 est également mise en oeuvre après l'étape El11. L'étape E115 est une étape de test permettant de déterminer si la limite de la consigne d'autonomie est atteinte. Si elle 25 ne l'est pas alors l'éclairage au moyen des diodes 2 est activé (étape E116). Si les deux consignes ne peuvent pas être respectées (étape E114), alors l'étape E117 est mise en oeuvre. Dans cette étape, l'utilisateur indique à l'ampoule une consigne prioritaire choisie parmi 30 la consigne de flux lumineux et la consigne d'autonomie. Si l'utilisateur indique à l'ampoule que la consigne prioritaire est la consigne de flux lumineux, alors l'étape E115 est mise en oeuvre. Si l'utilisateur indique à l'ampoule que la consigne prioritaire est la consigne d'autonomie, alors une étape E118, similaire à l'étape E108 est mise en oeuvre. Si l'étape E118 est positive alors une étape E119 similaire à l'étape E109 est mise en oeuvre. Si le test de l'étape E119 est positif, alors l'étape E115 est mise en oeuvre. Dans le cas contraire, une étape E120 est mise en oeuvre dans laquelle un calcul est réalisé de manière à déterminer le flux lumineux possible pour respecter la consigne d'autonomie. Ce calcul est réalisé en fonction de la tension aux bornes de la batterie et de la consigne d'autonomie. Une étape E121, similaire à l'étape E115 est ensuite mise en oeuvre. Si la consigne d'autonomie n'est pas atteinte, alors les diodes sont allumées lors de l'étape E122, avec un flux lumineux permettant de respecter la consigne d'autonomie. Si la consigne d'autonomie est atteinte (test E115 positif), alors l'étape E123 est mise en oeuvre. Cette étape correspond à un test pour déterminer si l'utilisateur a sélectionné ou non un mode de fonctionnement dans lequel l'ampoule fonctionnera la nuit même si les autres conditions ne peuvent pas être respectées. Dans ce mode de fonctionnement, le flux lumineux est minimal et permet un fonctionnement de veilleuse. Si le test de l'étape E123 est positif alors les diodes sont allumées (étape E124) Si le test de l'étape E123 est négatif, alors les diodes sont éteintes (étape E125).
Si le dispositif n'est pas raccordé à un réseau (E108) ou si l'utilisateur n'a pas sélectionné le mode de fonctionnement utilisant les deux types d'alimentation (E109) alors la ou les diodes 2 sont éteintes (étape E125). Sur la figure 6 on a représenté un autre mode d'utilisation comportant des étapes similaires et portant les mêmes références numériques que celles de la figure 5. Dans ce mode d'utilisation, l'utilisateur sélectionne lors de l'étape E201 un mode de fonctionnement avec une répétition journalière.
Dans ce mode d'utilisation, même s'il y a un raccordement à un réseau électrique et une tension suffisamment élevée aux bornes de la batterie, la ou les diodes 2 restent éteintes (étape E202) pendant la journée, quand la luminosité ambiante est suffisamment élevée.
La figure 7 illustre un autre mode d'utilisation dans lequel l'utilisateur sélectionne lors de l'étape E301 d'éteindre le dispositif. Ce mode d'utilisation comprend les étapes permettant de charger la batterie si la luminosité est suffisante et d'éteindre la ou les diodes.
Grâce à l'invention, on obtient une ampoule apte à recevoir différents types d'alimentation et adaptable dans plusieurs types de lampes.

Claims (16)

  1. REVENDICATIONS1. Dispositif d'éclairage comprenant une ampoule électrique (1) comportant un ensemble de diodes électroluminescentes (2) et des moyens (3) de fixation mécanique et de raccordement électrique de l'ampoule (1) aptes à recevoir un courant alternatif ou continu, caractérisé en ce que l'ampoule comprend des moyens de contrôle (5) de l'ensemble de diodes comprenant un régulateur de courant apte à fournir un courant continu à l'ensemble de diodes (2).
  2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ampoule (1) comprend un détecteur de pénombre (6) connecté aux moyens de contrôle (5) de l'ensemble de diodes (2).
  3. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend une télécommande apte à communiquer avec un récepteur (7) situé dans l'ampoule (1) et connecté aux moyens de contrôle (5) de l'ensemble de diodes (2).
  4. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens (5) de contrôle de l'ensemble de diodes comprennent un unique circuit intégré (9).
  5. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'ampoule (1) comporte un relais électrique situé sur un deuxième circuit intégré (10) et apte à connecter les moyens de raccordement à une alimentation électrique (3) à une première entrée (11) des moyens de contrôle apte à recevoir un courant alternatif ou à une deuxième entrée (12) des moyens de contrôle apte à recevoir un courant continu.
  6. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une lampe utilisant ladite ampoule (1).
  7. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend une batterie (19) reliée à un ensemble d'alimentation solaire (17) apte à charger ladite batterie (19).
  8. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (16) aptes à relier ladite lampe à un réseau d'alimentation électrique alternatif (15) ou à la batterie (19).
  9. 9. Procédé d'utilisation d'un dispositif d'éclairage comprenant une ampoule électrique (1) comportant un ensemble de diodes (2) électroluminescentes et des moyens (3) de fixation mécanique et de raccordement électrique de l'ampoule (1) aptes à recevoir un courant alternatif ou continu, caractérisé en ce que l'on contrôle l'ensemble de diodes en régulant le courant de manière à fournir un courant continu à l'ensemble de diodes (2).
  10. 10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel on contrôle l'ampoule (1) au moyen d'une télécommande apte à envoyer des instructions.
  11. 11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel l'ampoule est utilisée dans une lampe alimentée au moins par une batterie (19) dont on calcule l'autonomie en fonction des instructions envoyées par la télécommande.
  12. 12. Procédé selon la revendication 11, dans lequel on modifie automatiquement le type d'alimentation de la lampe si la tension aux bornes de la batterie (2) est inférieure à un seuil défini.
  13. 13. Procédé selon la revendication 11 ou 12, dans lequel on fournit une consigne de flux lumineux à l'ampoule.
  14. 14. Procédé selon la revendication 13, dans lequel on fournit une consigne d'autonomie à l'ampoule.
  15. 15. Procédé selon la revendication 14, dans lequel on vérifie si la consigne de flux lumineux et la consigne d'autonomie peuvent être toutes les deux respectées en fonction de la tension aux bornes de la batterie (2).
  16. 16. Procédé selon la revendication 15, dans lequel on indique à l'ampoule une consigne prioritaire choisie parmi la consigne de flux lumineux et la consigne d'autonomie.
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