WO2023223267A1 - Dispositivo de iluminación led con capacidad para la destrucción de corona virus - Google Patents

Dispositivo de iluminación led con capacidad para la destrucción de corona virus Download PDF

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Hermán DÍAZ ARIAS
Ma. Isabel de Jesús PIER ROMERO
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Diaz Arias Herman
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    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the present invention is developed in the fields of optoelectronics, electronics and physics.
  • the technology object of the present invention described here is intended for the destruction of the coronavirus and consists of a circuit that manages the energy provided to the two most widespread types of white lighting with LEDs, adding to these the possibility of counting in addition to the capacity of neutral white light lighting, with a viricidal effect that can destroy coronaviruses, the two types of traditional LED lighting we are referring to are the RGB system, which uses a set of LED emitting diodes with blue, green and red colors that at the same time Mixing their lights gives rise to practically white light illumination.
  • the second most widespread type of white light LED lighting uses one or more blue LEDs inside a cavity that has a screen or fluorescent filter, which converts the radiation blue in a practically white light emanation, this type of lighting system is called fluorescence LED lighting.
  • the electronic circuits that we present here allow us to assemble an assembly that, when combined with fluorescent type emission LEDs or RGB type white light illuminators, generates a series of overexcitation voltage pulses (voltages of 1.5 or more times the nominal working voltage of the LEDs or arrays of LEDs) which in turn allows LED lighting systems to present a new property that effectively combats coronaviruses without altering circadian cycles and without giving a noticeably bluish coloration to the lighting.
  • the overexcitation module or circuit powers the LEDs in a completely different way than conventional, since the LEDs are normally powered by a controlled current, whether constant or pulsed, but the LEDs in their conventional mode of operation never exceed their maximum operating voltages while our circuit imposes on the LEDs, voltages that exceed several times their nominal operating voltage but this does so for an extremely short time, generally a few microseconds in order to avoid the destruction of the light emitting diodes. light, this procedure produces pulses of polychromatic light energy additional to the base wavelength of a monochromatic LED, this special feature not only improves the performance of white light LED luminaires but also allows the production of extraordinarily narrow and powerful pulses of blue light that allow the destruction of the coronavirus.
  • circuits described below can be used as a driver that can easily be incorporated into luminaires equipped with white light LED emitters or they can be integrated into units that include both the emitters and the controls or drivers.
  • Figure 1 shows the electronic circuit module with voltage overexcitation for the unconventional power supply of lighting LEDs that allows converting an LED luminaire into a sanitizing lighting system capable of destroying coronaviruses, whether the LED emitters are RGB or fluorescence. .
  • FIG. 1 Shows the two different types of voltage overexcitation circuit for LEDs for lighting, one with constant overvoltage pulses and another with relaxation or variable overvoltage pulses.
  • Figure 3 Presents a module with the electronic circuit for overexcitation of constant voltage pulses, applied to an array of white fluorescence illumination LEDs, as well as the emission level control of the band from 400 to 460 nm.
  • Figure 4 Shows the operation of the control for the intensity level in the 400 to 460 nm band emitted by using a wall switch or remote switch.
  • Figure 5 shows a sanitizing white light lighting device using fluorescence LED emitters and a relaxation voltage overexcitation or variable overvoltage module.
  • Figure 6 shows a sanitizing lighting circuit in modular form with constant voltage pulse overexcitation and remote control of proportional radiation.
  • FIG. 7 This figure shows a comparison of powering the RGB LEDs conventionally and with surge pulses.
  • a voltage overdrive module or circuit for white light illumination LEDs which contains a driver or controller that manages the LED emitters through impacts of voltage pulses with a level greater than 1.5 times the nominal operating voltage of the LEDs or LED arrays instead of using controlled current sources.
  • driver because of its widespread use to describe a circuit that powers and controls an assembly of LEDs.
  • the two basic white light lighting systems with LEDs are the so-called RGB emitters, which use LEDs of three different colors (Red, Green, Blue) whose light is mixed to form an apparently white light emission, and the so-called RGB emitters.
  • fluorescence which use one or several blue LEDs, placed in a cavity behind a fluorescent screen, which is excited by blue radiation and produces apparently white secondary light emissions, in both cases, what our design does is excite the Blue LEDs with primary emission through pulses of very short duration in the range of microseconds but with a voltage amplitude that in any case exceeds the nominal voltages of the LEDs, arrays or matrices of blue LEDs, which consequently results in light emission blue primary that mostly covers the spectrum relative to the band from 400 to 460 nanometers, if the blue primary illumination to obtain white light were done in a conventional way using, for example, 460 nm blue LEDs.
  • the primary blue light emission would only contain that wavelength, but when using overvoltage pulses, secondary emissions are produced within the band that goes from 400 to 460 nm, which helps both in the sanitizing aspect and in lighting performance, delivering a greater amount of blue light content without modifying the perception of apparently white light.
  • This LED lighting lamp converter device for the destruction of the coronavirus is basically constituted as previously described by a white light LED emitter and a module or exciter that controls the emitter by feeding it with short pulses but with a voltage higher than the nominal voltage of the LED illuminator, since this type of excitation can generate, in combination with the white light emitter, a controlled amount of additional radiation in the range of 400 to 460 nanometers in the form of pulses that, by their nature, do not generate a bluish perception in lighting.
  • the Device to give LED lighting lamps the capacity to destroy the coronavirus basically consists of what can be seen in the of a voltage overexcitation module (7) which is connected on one side to the alternating current electrical energy supply system (14) through two terminals (12), (15) and a switch (13), which Generally it is the switch that controls the ambient lighting of a place or area, the voltage overexcitation module also has two additional outputs, the positive terminal output (10) and the negative terminal output (11) that are connected respectively to the corresponding inputs.
  • the LED illuminator which can be a fluorescence white light LED illuminator (6) or an RGB white light illuminator (68), which will respectively emit mostly white light for illumination and a surplus of pulses of sanitizing blue light (5) from 400 to 460 nm.
  • the circuit of the voltage overexcitation module (7) acts by directly sending the LED or array of blue LEDs that the white light emitters normally have inside.
  • LED by fluorescence and which we will refer to from now on as LED emitter (1) surge pulses of short duration (microseconds) and with amplitude levels greater than 1.5 times the nominal excitation voltage of the LED or the array of blue LEDs, this in turn produces a primary emission of blue light radiation (2) which impacts the white light conversion screen of fluorescent material (3), thereby obtaining an emission of white light for lighting (4) accompanied by a surplus of pulses of sanitizing blue light (5), this is mainly due to the fact that fluorescent conversion screens have limited capacity to convert radiation in the blue band into white light, that is, this screen can perform the conversion up to certain amount of blue radiation, but there comes a time when an excess of blue radiation can no longer be converted and will therefore pass through the screen while retaining its characteristic wavelength of between 400 and 460 nm.
  • the voltage overexcitation module (7) also has a remote sanitation level control (8) and a voltage overexcitation circuit or driver (9).
  • Diagram (16) shows the nature of the overexcitation pulses that are applied to the LED emitter (1) in the constant voltage pulse version, which as can be seen is a voltage that exceeds its nominal voltage, in its simplest form the circuit to perform this task is formed by an energy storage capacitor (C) whose value fluctuates between 500 and 2000 microfarads, and this capacitor is charged at a voltage Vh that exceeds the nominal operating voltage of the LED emitter (1) and when a switch (Q) which in this case is a field effect transistor is brought into full conduction by a pulse on its gate, all the voltage Vh will be applied through the LED emitter (1), this is done for a few microseconds so that the amount of energy provided to the LED emitter (1) over one second does not exceed the nominal power of the LED emitter (1 ), this is determined by adding the energy of all the pulses that occur in one second, avoiding the destruction of the LED emitter. As can be seen, the voltage across the LED emitter (1)
  • the second version of the overexcitation system shown in diagram (17) of the is made up of a circuit similar to a relaxation oscillator, this version has in some cases the advantage of being a more economical and compact solution than the constant overvoltage pulse version, in this case, a capacitor (C) with a value of between 500 and 2000 microfarads, it is charged to a voltage Vh with which in turn a capacitor (Cd) of smaller proportions of between 1 nanofarad and 1 microfarad is charged through a resistor (R) and when the voltage across (Cd) reaches a certain value, it is discharged through the LED emitter (1) through the action of the electronic switch (Q) which in this case is a field effect transistor, this produces the effect that the voltage across of the LED emitter (1) starts at a very high value and subsequently this voltage decreases until the discharge flow through it is interrupted as can be seen in the diagram (17) and this is repeated successively taking care that the amount of energy applied in each pulse multiplied by the number of pulses emitted in one
  • Fluorescence white light LED emitters are possibly the most used in industry, commerce and the home because they present significant advantages in terms of cost and ease of operation compared to RGB type LED white light emitters, although the The light emission spectrum of fluorescence LED emitters covers a broad spectrum or a wide band of wavelengths that usually range from the low part of 400 nanometers to the high part of 600 nanometers, their sanitizing effect on coronaviruses is gradual and it takes a long time of exposure for coronaviruses to be destroyed, this is why our system uses a very specific process to strengthen the delivery of energy within the band of 400 to 460 nanometers but with the possibility that this does not alter the white appearance of the lighting and without having a negative effect on people's circadian cycles, the latter is reinforced by the use of wall switches that are used to activate lighting in certain areas as an element that allows controlling the amount maximum light energy within the blue band in a simple way and with minimal additional cost, in the , an electronic diagram corresponding to a voltage overexcitation module (7) is presented, connected
  • graphs (38) and (39) illustrate the light emission spectrum controlled by the action of the wall switch (13), which operates as follows, if the user in At a given moment, close the switch (13), we will have a light emission similar to the one presented in the graph (39), and it will remain that way until the user activates the wall switch (13), turning off the lighting unit, but if Once the user has turned on the lighting unit using the wall switch (13), he turns it off and turns it on again before a pre-established time elapses (one to three seconds), the light emission will have a configuration similar to the one shown in graph (38), considerably decreasing the amount of energy emitted within the band of 400 to 460 nm.
  • the modulation system will continue to have a sanitizing effect on coronaviruses, but will present a minimum of interaction with the circadian cycles of the people who are in the illuminated area, in the , the sequence of operation of the wall switch (13) is graphically presented, which allows controlling the percentages of irradiation towards the illuminated room.
  • the overexcitation driver circuit produces pulses of very short duration but with a voltage that exceeds the nominal value of the operating voltage of the LED emitter (1) to which said circuit is connected through the terminals (10), (11), this circuit is presented made through the use of certain integrated circuits but these can be replaced by integrated or discrete electronic elements that can perform the same function, simply through a cost-benefit evaluation criterion, thus the FLIP circuit- FLOP (19), which is a bistable multivibrator like the CD 4013, can be replaced by another circuit that performs the same function or by a microcontroller that emulates the functions of the CD 4013, the same applies to the driver or current amplifier circuit ( 18), which in this case is an MCP 14A0602 MOS driver, which can be replaced by any current amplifier circuit or a circuit dedicated to managing MOS transistor gates.
  • a rectifier/regulator circuit (45), together with the capacitor (26), provides a direct current voltage whose magnitude in voltage is greater than more than 1.5 times the nominal operating voltage of the LED emitter (1), on the other hand the rectifier/regulator (45) and the capacitor (26), will define the ground point (33), the active and passive operating circuits of the voltage overexcitation driver, are supplied with a voltage coming from a regulator that allows having a voltage at the level required by the operating integrated circuits and that will depend on the type of family of circuits to which they belong, for example for a CD4013 that belongs to the CMOS family, a voltage between 5 and 15 volts is appropriate as it will also be for the power supply of the current amplifier (18), the diagram shows how this voltage can be obtained through the action of a Zener diode (23) powered by a resistor (25) and accompanied by a capacitor (24 ) as a damping and filtering element; If at a given moment the voltage at the activation input (EBL
  • the transistor (65) which can be a field effect transistor enters full conduction, causing practically all the voltage accumulated in the capacitor (26) to appear on the terminals of the LED emitter (1) because the resistance (21) that connects the source of the transistor (65) with ground has a value of just a few tenths of an ohm (between 0.1 and 1 ohm), this resistor (21) operates as a monitoring element that allows calculating the amount of current that is flowing through the LED emitter (1), the voltage across The resistor (21) is connected to the base of the NPN transistor (20) through the resistor (22) and if the transistor (32) is not conductive, when the voltage across the monitoring resistor (21) exceeds 0.7 volts, the NPN transistor (20) will come into conduction, draining the charge of the capacitor (36), which in turn determines that the transistor (65) will stop conducting, ending the voltage pulse on the
  • the voltage on the resistor (21) allows controlling the maximum amount of energy provided to the LED emitter (1) in each pulse, which is why the transistor (32) can act as an additional control element on this amount of energy given that if this transistor (32) is cut off, the NPN transistor (20) will begin to conduct as soon as the voltage across the resistor (21) exceeds 0.7 volts, but if the transistor (32) is In full conduction, a voltage divider will be formed with the resistor (22) and the resistor (31), causing the voltage across the resistor (21) necessary for the NPN transistor (20) to begin conduction to increase depending on the relationship between the resistors (22) and (31), in this case the amount of energy allowed in each pulse on the LED emitter (1) would be increasing, the action of the transistor (32) is controlled by the inverting output of the circuit FLIP-FLOP (19), so depending on the state that this output maintains, the emission of a greater or lesser amount of light within the band of 400 to 460 nanometers will depend on the action of this FLIP-FLOP
  • the capacitor (35) will be discharged and therefore will establish a reset condition on the FLIP-FLOP circuit (19)
  • the clock signal for the FLIP-FLOP circuit (19) is given through its clock input connected to resistors (29), (30) and the capacitor ( 28) damping which in turn is connected through the diode (27) to the power supply input on the terminal (12) this allows the signal at the clock input to always be within its operating limits, in In this condition, the negated Q output will be at level one, putting the transistor (32) in conduction.
  • the capacitor (35) will already be It will have charged to a zero level through the resistor (34) that is connected to ground and when a new clock signal enters the FLIP-FLOP circuit (19), it will change state because the data input is connected to the output Q negated and now the output Q negated will go to the ground level cutting off the action of the transistor (32) which directly affects the amount of energy allowed in each pulse on the LED emitter (1), as can be seen, the amount of energy emitted in the range of 400 to 460 nanometers, can be controlled by a simple action of the wall switch (13) producing either a low sanitization light or a high sanitization light for coronavirus, the sequential operation of this control can be seen in the and it is important to establish that given the characteristics of the fluorescence white light LED emitters, these are designed to accept a certain amount of blue light energy that will be converted to white light but within a specific range of wavelengths and when they are exceeded These energy
  • this condition will remain as long as the wall switch (13) remains closed, but if at any given time the user wants to limit this amount of blue sanitizing emission, simply open the wall switch (13) and close it again within 2 seconds, this will cause the sanitizing lighting system to continue having this effect but with a lower production of light pulses of 400 to 460 nanometers, this condition will prevail until the user decides to turn off the light, if they do this and More than 2 seconds pass before being activated again, the lighting system will be activated the next time the wall switch (13) is closed, producing maximum sanitation against coronavirus.
  • the voltage overexcitation module As shown in the For the implementation of this system that allows giving the LED lighting lamps sanitizing capacity, we designed two options for the voltage overexcitation module, the first which we call constant voltage overexcitation (57) operates in a similar way to the circuit presented in the , except that in this, it is difficult to appreciate the separation between what constitutes the voltage overexcitation driver (9) and what is the remote sanitization level control (8)
  • the second configuration of the overexcitation system makes use of a module of overexcitation due to relaxation (56) as presented in the In this case, a capacitor (50) will be charged to a level greater than 1.5 times the nominal voltage of the LED emitter, and subsequently discharge it on said LED emitter (1), generating a voltage pulse through the LED emitter (1).
  • a remote sanitization level control (8) is connected to the overexcitation driver in such a way that a control output of the remote sanitization level control (8) is connected directly to the inverting input of the comparator (41). ), a rectifier/regulator (45) and a capacitor (46) connected to it, allow for a direct current voltage to operate the circuits.
  • a capacitor (64) is charged to a voltage greater than 1.5 times the nominal operating voltage of a white light fluorescence LED illuminator (6), this is achieved through a voltage regulator ( 63) while a rectifier/regulator (45) provides a voltage level for powering the integrated circuits and electronics in general, a current amplifier (59) or MOS driver controls the activation or cutting of the transistor (65) in a manner such that when the output of the multivibrator circuit (61) is at level one, this level will be presented at the input of the current amplifier (59) causing its output to rise and as it is connected to the transistor gate (65), causes the transistor (65) to go into complete conduction, presenting through terminals 10 and 11 of the white light fluorescence LED illuminator (6) all the voltage accumulated in the capacitor (64) which has a base value of between 500 and 2000 microfarads, all this voltage is consequently applied through the blue LED emitter (1) that is located inside the white light fluorescence LED illuminat
  • the anti-coronavirus lighting system can be carried out as already described, using the voltage overexcitation module and an RGB type white light LED emitter, in this case, the RGB type white light illuminator is a unit that contains three LEDs of different color, red, green and blue, whose acronym in English gives it the name RGB, as can be seen in the , an RGB type white light illuminator (68) is generally powered by using resistors of different values which helps compensate for the fact that each of the different colored LEDs have a different nominal operating voltage, for example the LED Red can have an operating voltage of 2 volts while green operates normally at 2.3 volts and blue at 2.5 volts, thus an operation of the three LEDs in parallel does not seem possible with conventional means, as can be seen in the , the conventional excitation of RGB LEDs (69) is carried out by taking the cathodes that are generally attached to the device and placing them to ground, while three resistors (71), (72), (73), of different values are placed at the anodes of each of the LED
  • the green LED will emit in the band corresponding to green but also smaller amounts of light in the blue region, while red will essentially emit light at the red fundamental wavelength, but also smaller amounts of light energy in the rest of the visible spectrum, this in turn reinforces the total emission of blue light, since when an LED is excited with surge pulses, This LED emits light primarily at its natural wavelength but also at shorter wavelengths, so the blue LED will emit as a secondary effect in the portion with a shorter wavelength than the natural one, the green LED will emit secondary light at higher wavelengths. less than its natural plus the fundamental, that is, in green, blue and violet, while red will emit light in the band of red, yellow, green, blue and violet.
  • the device to give LED lighting lamps the capacity to destroy coronavirus is composed of a voltage overexcitation module that, when connected to a white light LED illuminator, whether RGB or fluorescence, is also given its lighting capacity with apparently white light the possibility of having an anti-coronavirus sanitizing effect and the luminaires made in this way can be used with the presence of human beings in them without this having side effects on the materials or living beings and particularly works based on the interaction of brief overvoltage pulses on the intrinsic characteristics of white light LED illuminators unlike other systems that can use overexcitation on generic individual LEDs and we also incorporate in this application the concept of overexcitation pulses in the relaxation pulse modality with which it is possible to optimize the emission of white light that also incorporates high intensity pulses of between 400 to 460 nm in a practically imperceptible way.

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Abstract

El dispositivo de iluminación con capacidad para la destrucción de corona virus, que genera intensos y muy breves pulsos de luz dentro de la banda de 400 a 460 nm, que permiten excitar a los emisores LEDs generando una luz blanca sanitizante cuya radiación proporcional dentro de 400 y 460 nm, es controlable usando el interruptor de pared. La destrucción de los coronavirus se realiza mediante el debilitamiento de la cubierta lípida de éstos y funciona para todas las variantes de corona virus.

Description

DISPOSITIVO PARA DAR A LAMPARAS DE ILUMINACION LED CAPACIDAD PARA LA DESTRUCCIÓN DE CORONAVIRUS Campo de la invención
La presente invención se desarrolla en los campos de la optoelectrónica, electrónica y física.
Antecedentes de la Invención
Desde mediados del siglo pasado, se han venido empleando equipos de radiación lumínica con fines de sanitización especialmente en aplicaciones bactericidas y esto se hacía mediante el uso de luz ultravioleta, la cual debido a sus características deberíamos llamarle radiación ultravioleta más que luz ultravioleta, ya que este tipo de radiación es invisible a la vista, con la aparición de la pandemia de COVID 19, se ha visto la necesidad de utilizar diversos medios para combatir la propagación de los coronavirus, el uso de radiación ultravioleta, ha mostrado graves efectos colaterales como son la inducción a mutaciones, efectos de deterioro estructural en superficies plásticas y efectos cancerígenos en humanos y animales, sin embargo se ha descubierto recientemente que la luz visible dentro de cierta longitud de onda, (400 a 460 nanómetros) que es una luz de tonalidad azul, tiene la propiedad de atacar eficazmente a los coronavirus, ya que esta luz debilita la cubierta lípida que protege el centro de los coronavirus donde se encuentra su material genético, (estudio al respecto realizado por el Departamento Científico del Centro Médico del Ejército, Roma, Italia y el realizado por investigadores de la escuela de medicina de Monte Sinaí, NY, USA) además de que sobre esta cubierta lípida, se encuentra el conjunto de proteínas que le facilitan al coronavirus ingresar a las células que este emplea para reproducirse. La radiación lumínica con una longitud de onda de entre 400 a 460 nanómetros, se ha visto que no solo destruye a los coronavirus, sino que además lo hace sin ninguno de los inconvenientes que suele presentar la radiación ultravioleta.
Si bien es posible incorporar este tipo de iluminación azul a los luminarios utilizados en la iluminación de casas habitación, comercios y fábricas, no es deseable darle una tonalidad azul a la iluminación, ya que además de ser esto muy molesto, afecta directamente los ciclos circadianos, ha sido muy estudiado el efecto de la luz azul en el estado de vigilia, alerta y situación de trabajo de los seres humanos.
Un antecedente previo sobre el uso de pulsos de luz azul para la destrucción del coronavirus mediante el debilitamiento de su cubierta lípida está presente en la solicitud de patente MX/a/2020/004121 previa incluso a los estudios internacionales que lo corroboran, la cual tiene un enfoque de uso clínico donde se utilizan pulsos de luz azul de entre 400 a 460 nanómetros combinados con ultrasonido para tratar pacientes contagiados con COVID está también presente en la solicitud de patente MX/a/2020/014241 que está enfocada en la sanitización de áreas u objetos con luz pura azul y ultrasonido así como para la manufactura de mascarillas no pasivas, sin embargo en estos casos los equipos descritos en dichas patentes están enfocados al uso de luz azul exclusivamente y de ninguna manera plantean la posibilidad de crear o adaptar emisores LED de iluminación de luz blanca que pudiesen tener la misma capacidad de destrucción viral guardando sus propiedades de iluminación.
De acuerdo con lo anterior, vimos la necesidad de diseñar un tipo de sistema de iluminación para que tenga un aspecto lo más cercano a la iluminación de luz blanca pero que pudiera incorporar dentro de esta luz, un mayor porcentaje de radiación azul de entre 400 a 460 nanómetros con las características necesarias para una destrucción rápida y continua de los coronavirus, esto permite reducir enormemente la proliferación de los coronavirus, así como las actuales y futuras variaciones de los mismos, ya que a diferencia de las vacunas, este proceso no necesita estar específicamente diseñado y modelado para actuar sobre una cepa determinada de coronavirus, basta con que se trate de un coronavirus genérico para que la acción de pulsos de 400 a 460 nm de alta intensidad, destruyan el patógeno.
Para esto es necesario, generar y entregar suficiente cantidad de energía lumínica azul que no convierta a su vez a los luminarios de luz blanca en luminarios de luz azul, sino que su apariencia deberá ser básicamente de luz blanca, esto podrá permitir una irradiación sostenida, que pasará desapercibida y la cual irá destruyendo a los coronavirus tanto en el aire como en las superficies expuestas.
Breve Descripción de la Invención
La tecnología objeto de la presente invención aquí descrita está destinada a la destrucción del coronavirus y consiste en un circuito que maneja la energía proporcionada a los dos tipos más generalizados de iluminación blanca con leds, agregándoles a estos la posibilidad de contar además de la capacidad de iluminación de luz blanca neutra, con un efecto viricida que puede destruir coronavirus, los dos tipos de iluminación LED tradicionales a los que nos referimos, son el sistema RGB, que utiliza un conjunto de diodos emisores LED con colores azul, verde y rojo que al mesclar sus luces dan lugar a una iluminación de luz prácticamente blanca, el segundo tipo de iluminación más generalizado de luz blanca LED utiliza uno o varios LEDs azules en el interior de una cavidad que cuenta con una pantalla o filtro fluorescente, la cual convierte la radiación azul en una emanación de luz prácticamente blanca, este tipo de sistema de iluminación se denomina iluminación LED por fluorescencia. Los circuitos electrónicos que aquí presentamos permiten armar un ensamble que al combinarse con LEDs de emisión del tipo fluorescente o iluminadores de luz blanca tipo RGB genera una serie de pulsos de voltaje de sobreexcitación (voltajes de 1.5 o más veces el voltaje nominal de trabajo de los LEDs o de los arreglos de LEDs) que a su vez permite que los sistemas de iluminación LED presenten una propiedad nueva que combate eficazmente los coronavirus sin alterar los ciclos circadianos y sin dar una coloración notablemente azulada a la iluminación. El módulo o circuito de sobreexcitación, alimenta a los LEDs de una manera completamente diferente a lo convencional, ya que los LEDs se alimentan normalmente mediante una corriente controlada ya sea constante o pulsada, pero los LEDs en su modo convencional de funcionamiento, nunca exceden sus voltajes máximos operativos mientras que nuestro circuito impone sobre los LEDs, voltajes que exceden varias veces el voltaje nominal de operación de los mismos pero esto lo hace durante un tiempo extremadamente breve, generalmente unos cuantos microsegundos a fin de evitar la destrucción de los diodos emisores de luz, este procedimiento produce pulsos de energía lumínica policromática adicional a la longitud de onda base de un LED monocromático, esta característica especial no solo mejora el rendimiento de los luminarios LED de luz blanca sino que además permite producir pulsos de luz azul extraordinariamente angostos y potentes que permiten la destrucción del coronavirus.
Es importante hacer notar que algunos de los circuitos que presentamos para el ensamble de sistema de iluminación sanitizante contra coronavirus, cuentan con un dispositivo de control remoto que permite aumentar o disminuir la intensidad relativa de la radiación de entre 400 y 460 nm respecto de la radiación general de luz blanca emitida o perceptible, este dispositivo puede actuar mediante la acción simple de los interruptores de pared normalmente utilizados para activar o apagar la iluminación de un sector.
Los circuitos que a continuación se describen, pueden emplearse como un driver que fácilmente se puede incorporar a luminarios equipados con emisores LED de luz blanca o bien pueden integrarse a unidades que comprendan tanto los emisores como los controles o drivers.
 Descripción de las Figuras
La figura 1. muestra el módulo del circuito electrónico con sobreexcitación de voltaje para la alimentación no convencional de LEDs de iluminación que permite convertir una luminaria LED en un sistema de iluminación sanitizante capaz de destruir coronavirus ya sean los emisores LED del tipo RGB o por fluorescencia.
La figura 2. Muestra los dos diferentes tipos de circuito de sobreexcitación de voltaje de LEDs para iluminación, uno con pulsos de sobrevoltaje constante y otro de relajación o de pulsos de sobrevoltaje variable.
La figura 3. Presenta un módulo con el circuito electrónico de sobreexcitación de pulsos de voltaje constante, aplicado a un arreglo de LEDs de iluminación blanca por fluorescencia, así como el control de nivel de emisión la banda de 400 a 460 nm.
La Figura 4. Muestra la operación del control para el nivel de intensidad en la banda de 400 a 460 nm emitida mediante el uso de un interruptor de pared o interruptor remoto.
La Figura 5. Muestra un dispositivo de iluminación de luz blanca sanitizante empleando emisores LED de fluorescencia y un módulo de sobreexcitación de voltaje por relajación o de sobrevoltaje variable.
La Figura 6. Muestra un circuito de iluminación sanitizante en forma modular con sobreexcitación de pulsos de voltaje constante y control remoto de radiación proporcional.
La Figura 7 Esta figura muestra una comparación de la alimentación del LEDs RGB de manera convencional y con pulsos de sobrevoltaje.
Descripción Detallada de la Invención
Ya ha sido comprobado el efecto destructivo que la luz con longitud de onda dentro de 400 a 460 nanómetros tiene sobre todo tipo de coronavirus debido a que esta clase de radiación lumínica debilita la cubierta grasosa o lípida que protege el material genético de este tipo de virus, es importante hacer notar que la tecnología que aquí describimos está enfocada únicamente a la destrucción de coronavirus. Lo que hasta el momento se ha comprobado es que esta porción del espectro lumínico que va de los 400 a los 460 nm destruye los coronavirus, pero a menos de que se utilice un muy alto nivel de energía, el proceso de destrucción puede tomar mucho tiempo y para efectos prácticos, no es conveniente utilizar emisores de luz azul (400 a 460 nanómetros) como elementos sanitizantes en paralelo a la iluminación normal que es una luz preponderantemente blanca, ya que además de ser muy molesto el hecho de que todo lo iluminado tendría un tinte azul este tipo de tonalidad tiene efectos negativos en los ciclos circadianos de las personas, de manera tal que los estados de alerta o vigilia podrían extenderse hacia horas del día cuando en ciertos lugares ya no se desea trabajar sino descansar, es por eso que hemos diseñado una forma de incorporar a un sistema de iluminación convencional de luz LED blanca, la capacidad de irradiar la zona iluminada por los luminarios con fuertes pulsos de luz de entre 400 y 460 nanómetros de longitud de onda pero haciendo estos pulsos lo suficientemente breves como para generar el efecto sanitizador sin que la luz del luminario se vea azul y aprovechando sin modificación alguna los iluminadores LED de luz blanca de uso general, para esto empleamos lo que nosotros denominamos pulsos de sobre voltaje, que consisten en alimentar a los diodos LED con pulsos de voltaje superiores al nivel nominal de éstos, por ejemplo, podemos alimentar o excitar un LED cuyo voltaje de operación es de 2 volts, con pulsos de 40 volts pero de una duración en el rango de unos cuantos microsegundos, estos pulsos repetitivos los generamos mediante circuitos que permiten evitar un sobrecalentamiento de los LEDs y la destrucción de los mismos.
Describimos a continuación un circuito electrónico al que denominamos módulo o circuito de sobreexcitación de voltaje para LEDs de iluminación de luz blanca, el cual contiene un driver o controlador que maneja los emisores LED mediante impactos de pulsos de voltaje con un nivel superior a 1.5 veces el voltaje nominal de operación de los LEDs o arreglos de LEDs en lugar de utilizar fuentes de corriente controladas.
Usamos el término driver por su uso generalizado que se usa para describir un circuito que alimenta y controla un ensamble de LEDs.
Los dos sistemas básicos de iluminación de luz blanca con LEDs, son los emisores denominados RGB, los cuales emplean LEDs de tres colores diferentes (Red, Green, Blue) cuya luz se mezcla para formar una emisión de luz aparentemente blanca y los denominados emisores de fluorescencia, los cuales utilizan uno o varios LEDs azules, colocados en una cavidad detrás de una pantalla fluorescente, la cual se excita mediante la radiación azul y produce emisiones de luz secundaria aparentemente blanca, en ambos casos, lo que nuestro diseño hace es excitar los LEDs azules de emisión primaria mediante pulsos de muy corta duración en el rango de microsegundos pero de una amplitud en voltaje que supera en todo caso los voltajes nominales de los LEDs, arreglos o matrices de LEDs azules, lo que da en consecuencia una emisión de luz primaria azul que cubre mayormente el espectro relativo a la banda de 400 a 460 nanómetros, si la iluminación primaria azul para obtener la luz blanca se hiciese de manera convencional usando por ejemplo LEDs azules de 460 nm. la emisión de luz primaria azul solo contendría esa longitud de onda, pero al usar los pulsos de sobre voltaje, se producen emisiones secundarias dentro de la banda que va de los 400 a los 460 nm, lo cual ayuda tanto en el aspecto sanitizante como en el rendimiento de iluminación, entregando una mayor cantidad de contenido de luz azul sin que esto modifique la percepción de luz aparentemente blanca. Este dispositivo convertidor de lámparas de iluminación LED para la destrucción del coronavirus, está constituido básicamente como ya se describió anteriormente por un emisor LED de luz blanca y un módulo o excitador que controla al emisor alimentándolo con pulsos de corta duración pero de un voltaje superior al voltaje nominal del iluminador LED, siendo que este tipo de excitación puede generar en combinación con el emisor de luz blanca luz blanca una cantidad controlada de radiación adicional en el rango de los 400 a los 460 nanómetros en forma de pulsos que por su naturaleza no generan una percepción azulada en la iluminación.
El Dispositivo para dar a lámparas de iluminación LED capacidad para la destrucción del coronavirus, consiste básicamente como puede verse en la de un módulo de sobreexcitación de voltaje (7) el cual se conecta por un lado al sistema de alimentación de energía eléctrica corriente alterna (14) mediante dos terminales (12), (15) y un interruptor (13), el cual por lo general es el interruptor que controla la iluminación ambiental de un lugar o zona, el módulo de sobreexcitación de voltaje posee además dos salidas adicionales, la salida positiva terminal (10) y la salida negativa terminal (11) que se conectan respectivamente a las entradas correspondientes del iluminador LED el cual puede ser un iluminador LED de luz blanca por fluorescencia (6) o un Iluminador de luz blanca RGB (68), los cuales emitirán respectivamente luz mayoritariamente blanca para iluminación y un excedente de pulsos de luz azul sanitizante (5) de 400 a 460 nm.
Refiriéndonos primeramente al ensamble utilizando iluminadores LED de luz blanca por fluorescencia (6), el circuito del módulo de sobreexcitación de voltaje (7) actúa enviando directamente al LED o matriz de LEDs azules con el que cuentan normalmente en su interior los emisores de luz blanca LED por fluorescencia y a los que nos referiremos en adelante como emisor LED (1), pulsos de sobrevoltaje de corta duración (microsegundos) y con niveles de amplitud superiores a 1.5 veces el voltaje nominal de excitación del LED o la matriz de LEDs azules, esto produce a su vez una emisión primaria de radiación de luz azul (2) la cual impacta en la pantalla de conversión a luz blanca de material fluorescente (3), con lo cual se obtiene una emisión de luz blanca para iluminación (4) acompañada de un excedente de pulsos de luz azul sanitizante (5), esto se debe principalmente a que las pantallas de conversión fluorescente, tienen capacidad limitada para convertir radiación en la banda al color azul en luz blanca, esto es, esta pantalla puede realizar la conversión hasta cierta cantidad de radiación azul, pero llega un momento en el cual un exceso de radiación azul ya no podrá ser convertido y por lo tanto pasará a través de la pantalla conservando su característica longitud de onda de entre 400 y 460 nm. y solo una fracción de la luz azul emitida será convertida a luz blanca permitiendo que una parte de los pulsos de luz de duración de microsegundos, pero muy intensos debido al sobre voltaje de excitación, pasen a través de la pantalla de manera tal que todo el conjunto del iluminador genere la combinación deseada de luz blanca y sanitizante. El módulo de sobreexcitación de voltaje (7) cuenta además con un control remoto de nivel de sanitización (8) y un circuito o driver de sobreexitación de voltaje (9).
En la se describe esquemáticamente las dos versiones del circuito de sobreexcitación que utilizamos para este propósito, el diagrama (16) muestra la naturaleza de los pulsos de sobreexcitación que se aplican sobre el emisor LED (1) en la versión de pulsos de voltaje constante, que como puede apreciarse es un voltaje que excede su voltaje nominal, en su forma más simple el circuito para realizara esta labor, está formado por un condensador (C) de almacenamiento de energía cuyo valor fluctúa entre 500 y 2000 microfarads, siendo que este condensador se carga a un voltaje Vh que excede el voltaje nominal de operación del emisor LED (1) y cuando un interruptor (Q) que en este caso es un transistor de efecto de campo se pone en conducción completa mediante un pulso en su compuerta, todo el voltaje Vh se aplicará a través del emisor LED (1), esto se realiza por unos cuantos microsegundos de manera tal que la cantidad de energía proporcionada al emisor LED (1) a lo largo de un segundo no exceda la potencia nominal del emisor LED (1), esto se determina sumando la energía de todos los pulsos que se producen en un segundo evitando la destrucción del emisor LED. Como podrá verse el voltaje a través del emisor LED (1) permanecerá constante durante toda la duración del pulso.
La segunda versión del sistema de sobreexcitación mostrada en el diagrama (17) de la , está constituida por un circuito semejante a un oscilador de relajación, esta versión tiene en algunos casos la ventaja de ser una solución más económica y compacta que la versión de pulsos de sobrevoltaje constante, en este caso, un condensador (C) con valor de entre 500 y 2000 microfarads, se carga a un voltaje Vh con el cual a su vez se carga un condensador (Cd) de menores proporciones de entre 1 nanofarad y 1 microfarad a través de una resistencia (R) y cuando el voltaje a través de (Cd) alcanza un valor determinado, éste se descarga a través del emisor LED (1) mediante la acción del interruptor electrónico (Q) que en este caso es un transistor de efecto de campo, esto produce el efecto de que el voltaje a través del emisor LED (1) inicia en un valor muy alto y posteriormente este voltaje va disminuyendo hasta que se interrumpe el flujo de descarga a través de él como se puede apreciar en el diagrama (17) y esto se repite sucesivamente cuidando de que la cantidad de energía aplicada en cada pulso multiplicada por la cantidad de pulsos emitidos en un segundo, no exceda la potencia nominal del emisor LED (1) siendo que cada LED o matriz de LEDs tienen una potencia nominal específica.
Los emisores LED de luz blanca por florescencia son posiblemente los más usados tanto en la industria, el comercio y el hogar debido a que presentan ventajas significativas en cuanto a costo y facilidad de operación respecto de los emisores de luz blanca LED tipo RGB, aunque el espectro de emisión de luz de los emisores LED de fluorescencia cubren un espectro amplio o una banda ancha de longitudes de onda que suelen abarcar desde la parte baja de los 400 nanómetros hasta la parte alta de los 600 nanómetros, su efecto sanitizante sobre los coronavirus es gradual y toma mucho tiempo de exposición para que los coronavirus sean destruidos, es por esto que nuestro sistema emplea un proceso muy específico para fortalecer la entrega de energía dentro de la banda de 400 a 460 nanómetros pero con la posibilidad de que esto no altere la apariencia blanca de la iluminación y sin que tenga un efecto negativo sobre los ciclos circadianos de las personas, esto último se refuerza mediante la utilización de los interruptores de pared que se utilizan para activar la iluminación en determinadas áreas como un elemento que permite controlar la cantidad máxima de energía lumínica dentro de la banda azul de una manera sencilla y con un mínimo costo adicional, en la , se presenta un diagrama electrónico correspondiente a un módulo de sobreexcitación de voltaje (7), conectado a un iluminador LED de luz blanca por fluorescencia (6), en este caso el módulo de sobreexcitación de voltaje (7) está equipado con un circuito que permite modificar la cantidad de energía lumínica en el rango de longitud de onda de 400 a 460 nm. mediante la acción del interruptor (13) de pared, las gráficas (38) y (39), ilustran el espectro lumínico de emisión controlado por la acción del interruptor (13) de pared el cual opera de la siguiente manera, si el usuario en un momento dado cierra el interruptor (13), tendremos una emisión lumínica similar a la que se presenta en la gráfica (39), y así permanecerá hasta que el usuario accione el interruptor (13) de pared apagando la unidad de iluminación, pero si el usuario una vez que ha encendido la unidad de iluminación mediante el interruptor (13) de pared lo apaga y lo prende nuevamente antes de que transcurra un tiempo pre-establecido (de uno a tres segundos), la emisión lumínica tendrá una configuración similar a la que se muestra en la gráfica (38), disminuyendo considerablemente la cantidad de energía emitida dentro de la banda de 400 a 460 nm., en esta modalidad, el sistema de modulación seguirá teniendo un efecto sanitizante sobre los coronavirus, pero presentará un mínimo de interacción con los ciclos circadianos de las personas que se encuentren el recinto iluminado, en la , se presenta gráficamente la secuencia de operación del interruptor (13) de pared, el cual permite controlar los porcentajes de irradiación hacia el recinto iluminado.
En la se presenta un circuito de módulo de sobreexcitación de voltaje (7) en la modalidad de pulsos de sobrealimentación de voltaje constante como se muestra en el diagrama (16) (ver ), en este caso, el circuito del driver de sobreexcitación produce pulsos de muy corta duración pero con un voltaje que excede el valor nominal del voltaje de operación del emisor LED (1) al que dicho circuito está conectado mediante las terminales (10), (11), este circuito se presenta realizado mediante el uso de determinados circuitos integrados pero estos pueden ser sustituidos por elementos electrónicos integrados o discretos que puedan realizar la misma función, simplemente mediante un criterio de evaluación de costo-beneficio, así el circuito FLIP-FLOP (19), que es un multivibrador biestable como el CD 4013, puede ser sustituido por otro circuito que realice la misma función o por un microcontrolador que emule las funciones del CD 4013, lo mismo se aplica al circuito driver o amplificador de corriente (18), que en este caso es un driver MOS MCP 14A0602, el cual puede sustituirse por cualquier circuito amplificador de corriente o un circuito dedicado al manejo de compuertas de transistores MOS. Cuando se cierra el interruptor (13) de pared, un circuito rectificador/regulador (45) conjuntamente con el condensador (26), provee un voltaje de corriente directa cuya magnitud en voltaje es superior a más de 1.5 veces el voltaje de operación nominal del emisor LED (1), por otra parte el rectificador/regulador (45) y el condensador (26), definirán el punto de tierra (33), los circuitos operativos activos y pasivos del driver de sobreexcitación de voltaje, se alimentan de un voltaje proveniente de un regulador que permite tener un voltaje al nivel requerido por los circuitos integrados operativos y que dependerá del tipo de familia de circuitos al que pertenezcan éstos, por ejemplo para un CD4013 que pertenece a la familia CMOS, un voltaje entre 5 y 15 volts es apropiado como también lo será para la alimentación del amplificador de corriente (18), el diagrama muestra como éste voltaje se puede obtener mediante la acción de un diodo Zener (23) alimentado por una resistencia (25) y acompañado por un condensador (24) como elemento de amortiguación y filtraje; si en un momento dado el voltaje en la entrada de activación (EBL) del circuito amplificador de corriente (18) o driver MOS, está en un nivel lógico uno del circuito igual que la entrada (IN), en este caso la salida (OUT) del amplificador de corriente (18), estará a un nivel lógico uno, muy cercano al valor de voltaje de alimentación determinado por el diodo Zener (23), esto hará que el transistor (65) que puede ser un transistor de efecto de campo entre en conducción plena haciendo que se presente sobre las terminales del emisor LED (1) prácticamente todo el voltaje acumulado en el condensador (26) debido a que la resistencia (21) que conecta la fuente del transistor (65) con tierra tiene un valor de apenas unas décimas de ohm (entre 0.1 y 1 ohm), esta resistencia (21), opera como un elemento de monitoreo que permite calcular la cantidad de corriente que está fluyendo a través del emisor LED (1), el voltaje a través de la resistencia (21) se conecta a la base del transistor NPN (20) a través de la resistencia (22) y si el transistor (32) no está en conducción, cuando el voltaje a través de la resistencia (21) de monitoreo exceda 0.7 volts, el transistor NPN (20) entrará en conducción drenando la carga del condensador (36) lo que determina a su vez que el transistor (65) deje de conducir terminando el pulso de voltaje sobre los LEDs, sin embargo si el transistor (32) tipo FET está activado, se formará un divisor de tensión entre la resistencia (22) y la resistencia (31) uno de cuyos extremos ahora estará prácticamente a nivel de tierra, en este caso, para que el transistor NPN (20) se active, se requerirá un nivel de voltaje a través de la resistencia (21) de monitoreo mayor a 0.7 volts, incrementándose la cantidad de energía de cada pulso lo que determina que se incremente la cantidad de energía de cada pulso de voltaje sobre los LEDs, una vez que esto ha sucedido el transistor NPN (20) entrará también en corte dado que ya no habrá flujo de corriente a través de la resistencia (21), permitiendo que el condensador (36) se cargue a través de resistencia (37) hasta alcanzar el nivel que permita nuevamente la activación del amplificador de corriente (18) activando nuevamente al transistor (65) para iniciar la generación de un nuevo pulso de voltaje sobre el emisor LED (1), un diodo de protección (67) ayuda a proteger al emisor LED de sobretiros inversos de voltaje.
Como se aprecia, el voltaje sobre la resistencia (21), permite controlar la máxima cantidad de energía proporcionada al emisor LED (1) en cada pulso, es por esto que el transistor (32) puede actuar como un elemento de control adicional sobre esta cantidad de energía dado que si este transistor (32) está en corte, el transistor NPN (20) empezará a conducir en cuanto el voltaje a través de la resistencia (21) rebase los 0.7 volts, pero si el transistor (32) se encuentra en plena conducción, se formará un divisor de tensión con la resistencia (22) y la resistencia (31) ocasionando que el voltaje a través de la resistencia (21) necesario para que el transistor NPN (20) inicie su conducción se incremente dependiendo de la relación entre las resistencias (22) y (31), en este caso se estaría incrementando la cantidad de energía permitida en cada pulso sobre el emisor LED (1), la acción del transistor (32) está controlada por la salida inversora del circuito FLIP-FLOP (19), por lo que dependiendo del estado que esta salida guarde dependerá la emisión de una mayor o menor cantidad de luz dentro de la banda de 400 a 460 nanómetros, la acción de este circuito tipo FLIP-FLOP (19), está determinada por una secuencia de acciones en el interruptor (13) de pared operando de la siguiente manera: cuando se activa el interruptor (13) de pared por primera vez, el condensador (35) se encontrará descargado y por lo tanto establecerá una condición de reset sobre el circuito FLIP-FLOP (19), la señal del reloj para el circuito FLIP-FLOP (19) se da a través de su entrada de reloj conectada a las resistencias (29), (30) y el condensador (28) de amortiguación que a su vez está conectado mediante el diodo (27) a la entrada de alimentación de energía en la terminal (12) esto permite que siempre la señal a la entrada del reloj esté dentro de los límites operativos del mismo, en esta condición, la salida Q negada estará en un nivel uno poniendo en conducción al transistor (32), si se apaga el interruptor (13) de pared y se vuelve a activar antes de un par de segundos, el condensador (35) ya se habrá cargado a un nivel cero mediante la resistencia (34) que está conectada a tierra y al entrar una nueva señal de reloj al circuito FLIP-FLOP (19), éste cambiará de estado debido a que la entrada de dato se encuentra conectada a la salida Q negada y ahora la salida Q negada pasará al nivel de tierra cortando la acción del transistor (32) lo cual incide directamente con la cantidad de energía permitida en cada pulso sobre el emisor LED (1), como puede verse, la cantidad de energía emitida en el rango de los 400 a los 460 nanómetros, puede ser controlad mediante una simple acción del interruptor (13) de pared produciendo ya sea un la luz de baja sanitización o una luz de alta sanitización para coronavirus, la operación secuencial de este control puede apreciarse en la y es importante establecer que dada las características de los emisores LED de luz blanca por fluorescencia, estos están diseñados para aceptar una cierta cantidad de energía lumínica azul que será convertida a luz blanca pero dentro de un rango específico de longitudes de onda y cuando se sobrepasan estos límites de nivel de energía y de longitudes de onda, el excedente aporta ya poco a la generación de más luz blanca, de manera tal que parte del excedente de la luz azul de excitación pasa a través de la pantalla fluorescente manteniendo una condición mayoritariamente azul pero dado que en nuestro diseño estos pulsos los generamos de manera intensa y breve, no son mayormente apreciados por el usuario dando la apariencia general de que la luz de iluminación es básicamente blanca. La muestra una secuencia de operación del interruptor (13) de pared pudiéndose apreciar que este control trabaja de la siguiente manera, al activar el interruptor (13) de pared el sistema de iluminación sanitizante se activará con una máxima plenitud de intensidad de radiación en la banda de 400 a 460 nanómetros, esta condición permanecerá todo el tiempo que el interruptor (13) de pared permanezca cerrado pero si en un momento dado el usuario quiere limitar esta cantidad de emisión sanitizante azul, basta con abrir el interruptor (13) de pared y volverlo a cerrar antes de 2 segundos, esto causará que el sistema de iluminación sanitizante siga teniendo este efecto pero con una menor producción de pulsos de luz de 400 a 460 nanómetros, esta condición prevalecerá hasta que usuario decida apagar la luz, si hace esto y pasan más de 2 segundos antes de volverse a activar, el sistema de iluminación se activará la próxima vez que se cierre el interruptor (13) de pared produciendo un máxima sanitización contra coronavirus, esta facultad que presenta nuestro diseño, es muy útil por ejemplo cuando en la habitación de un hogar se está utilizando el nivel de máxima sanitización pero el usuario ya desea prepararse para descansar y dormir, muchos estudios han revelado que si la iluminación ambiental tiene mucha participación de longitudes de onda en la banda del azul, será difícil descansar y conciliar el sueño, ya que la iluminación azulada induce a un estado de alerta, sin embargo queremos hacer notar que nuestro sistema de excitación para emisores LED blancos, produce una mínima sensación de tiente azul y tiene poco efecto sobre los ciclos circadianos pero damos con esto al usuario la posibilidad de reducir a un mínimo la emisión de radiación azul aunque se siga produciendo el efecto de sanitización anti COVID, aunque con menos emisión azul, le toma al sistema de iluminación más tiempo para la destrucción de los coronavirus.
Como se muestra en la para la implementación de este sistema que permite darle a las lámparas de iluminación LED capacidad sanitizante, diseñamos dos opciones para el módulo de sobreexcitación de voltaje, el primero al que denominamos de sobreexcitación de voltaje constante (57) opera de manera similar al circuito presentado en la , solamente que en este, es difícil apreciar la separación entre lo que constituye el driver de sobreexcitación de voltaje (9) y lo que es el control remoto de nivel de sanitización (8) La segunda configuración del sistema de sobreexcitación hace uso de un módulo de sobreexcitación por relajación (56) tal y como se presenta en la , en este caso, un condensador (50), se cargará hasta un nivel superior a 1.5 veces el voltaje nominal del emisor LED, para posteriormente descargarlo sobre dicho emisor LED (1), generando un pulso de voltaje a través del emisor LED (1) el cual gradualmente irá disminuyendo hasta que prácticamente quede totalmente descargado el condensador (50), una vez que esto ha sucedido, dicho condensador (50) se cargará nuevamente hasta su nivel original de voltaje mediante la acción del transistor PNP (43), la resistencia (47) que actúa como un elemento limitante de carga y mediante el control que ejercen las resistencias (48) y (49) sobre la base del transistor PNP (43), cuando el transistor NPN (42) se encuentra en saturación, esto es posible y este transistor NPN (42), permanecerá en saturación mediante la acción de la resistencia (55) que a su vez está conectada a la salida del inversor (44), la entrada de este inversor está a su vez conectada a la compuerta del transistor (40) por lo cual cuando el transistor (40) se encuentra en conducción, el transistor NPN (42) estará en corte, la compuerta del transistor (40) está controlada por el comparador (41), el cual compara el nivel de referencia en la unión de las resistencias (51) y (52) con el nivel de voltaje en el condensador (50) afectado por el divisor de tensión que forman las resistencias (53) y (54), cuando este nivel llega a un límite superior preestablecido, la salida del comparador (41) pasará de un nivel cero a un voltaje que permitirá la conducción plena del transistor (40) y debido a que la resistencia (54) se encuentra conectada entre la entrada no inversora del comparador y la salida de este, se produce un efecto de retroalimentación positiva que favorece el aumento de voltaje a la entrada de la compuerta del transistor (40), esto descarga rápidamente el condensador (50) a través del emisor LED (1), de manera tal que cuando el voltaje a través del condensador (50) ha disminuido a un nivel tal que el voltaje en la entrada no inversora del comparador (41) sea menor al voltaje en la entrada inversora del mismo, el comparador (41) cambiará de estado en su salida y nuevamente se creará un efecto de retroalimentación positiva a través de la resistencia (54), apagando completamente el transistor (40) y de esta manera este ciclo se repetirá indefinidamente pero siempre con una sincronía entre el periodo de carga del condensador y el periodo de descarga del mismo, lo cual se logra mediante la señal en la compuerta del transistor (40) que está conectada a un inversor (44) y posteriormente al transistor NPN (42) que controla el proceso de carga del condensador, para evitar que el emisor LED (1) se queme, se realiza un cálculo basado en la potencia nominal del emisor LED (1) el valor del condensador (50), el voltaje máximo al cual este se carga y los retrasos de tiempo intrínsecos del inversor (44), el transistor NPN (42), el transistor PNP (43) y el propio comparador (41), esto permite determinar el voltaje y la duración de cada pulso instantáneo, los cuales se repiten “n” veces por segundo y por lo cual deberán multiplicar su energía por un factor “n” para evaluar la energía total por segundo para mantener la operación de los LEDs dentro de límites seguros, el proceso para determinar los valores de cada componente que garanticen una operación segura y controlad de los emisores LEDs, se puede realizar empíricamente si no se tienen a la mano todos los elementos activos y pasivos que intervienen en el retraso de tiempo comprendido en que se ordena una acción y se ejecuta ésta totalmente, si se desea tener menor cantidad de pulsos por segundo, se puede colocar un condensador con valor en el rango de nanofarads entre la base del transistor NPN (42) y tierra. En resumen, son fácilmente calculables los valores de los componentes pasivos y activos que conforman este driver de sobreexcitación de voltaje para que, aunque los emisores LED sean alimentados con pulsos de voltaje que excedan su valor nominal de operación, operación en “DC” esto no cause la destrucción del emisor LED ya que la potencia total no se excede en ningún momento. También en la se puede apreciar que un control remoto de nivel de sanitización (8), está conectado al driver de sobreexcitación de manera tal que una salida de control del control remoto de nivel de sanitización (8) se conecta directamente a la entrada inversora del comparador (41), un rectificador/regulador (45) y un condensador (46) conectado a este, permiten contar con un voltaje de corriente directa para el manejo de los circuitos.
Aunque en la se describe un circuito completo de iluminación blanca para sanitización COVID, siendo este circuito completamente específico en cuanto el uso de determinados circuitos integrados, en la , se presente un diagrama de bloques más general de un módulo de sobreexcitación de voltaje constante (57), conectado a un iluminador LED de luz blanca por fluorescencia (6). En la se detalla un circuito en el cual un condensador (64) se carga a un voltaje mayor a 1.5 veces el voltaje nominal de operación de un iluminador LED de luz blanca por fluorescencia (6), esto se logra a través de un regulador de voltaje (63) mientras que un rectificador/regulador (45) proporciona un nivel de voltaje para la alimentación de los circuitos integrados y electrónica en general, un amplificador de corriente (59) o driver MOS controla la activación o corte del transistor (65) de manera tal que cuando la salida del circuito multivibrador (61) se encuentre en un nivel uno, este nivel se presentará a la entrada del amplificador de corriente (59) provocando que la salida de este se eleve y al estar conectada ésta a la compuerta del transistor (65), provoque que el transistor (65) pase a una completa conducción presentándose a través de las terminales 10 y 11 del iluminador LED de luz blanca por fluorescencia (6) todo el voltaje acumulado en el condensador (64) el cual tiene un valor base de entre 500 y 2000 microfarads, todo este voltaje se aplica en consecuencia a través del emisor LED (1) azul que se encuentra en el interior del iluminador LED de luz blanca por fluorescencia (6), esta acción provoca en consecuencia un pequeño pero brusco aumento de voltaje a través de la resistencia de monitoreo (66) que tiene un valor entre 1 ohm y una décima de ohm, el voltaje a través de esta resistencia de monitoreo (66) se conecta a un circuito de control de energía (58) el cual hace que la salida del comparador (60) de una señal de reset sobre el circuito multivibrador (61) lo que ocasiona) que la salida de este baje a cero y en consecuencia el amplificador de corriente 0(59) apague el transistor (65) cuando de acuerdo a criterios preestablecidos el control de energía (58) determine que el voltaje a través de la resistencia de monitoreo (66) ha alcanzado un nivel tal que pudiera llevar a la destrucción del emisor del LED (1), un proceso empírico permite el ajuste y calibración de este control de energía (58) para que la suma de todas las energías parciales aplicadas al emisor LED (1) en cada pulso y multiplicadas por la cantidad de pulsos que se generan en un segundo, no excedan el límite establecido por la potencia nominal del emisor LED (1) de luz azul que se encuentra en el interior del iluminador LED de luz blanca por fluorescencia (6), esta acción se complementa con el ajuste del oscilador (62), el cual determina cuantos pulsos de sobrevoltaje se aplicarán por segundo al emisor LED (1). El control de energía (58) recibe una señal proveniente del control remoto de nivel de sanitización (8) para permitir variar el nivel de la energía de sanitización COVID.
El sistema de iluminación anti coronavirus, puede realizarse como ya se describió, utilizando el módulo de sobreexcitación de voltaje y un emisor LED de luz blanca tipo RGB, en este caso, el iluminador de luz blanca tipo RGB es una unidad que contiene tres LEDs de diferente color, rojo, verde y azul cuyas siglas en inglés le dan la denominación RGB, como se puede apreciar en la , un iluminador de luz blanca tipo RGB (68) se alimenta generalmente mediante el uso de resistencias de diferentes valores que ayuda a compensar el hecho de que cada uno de los LEDs de diferentes colores tienen un voltaje nominal de operación diferente, por ejemplo el LED rojo puede tener un voltaje de operación de 2 volts mientras que el verde opera normalmente a 2.3 volts y el azul a 2.5 volts, de esta manera una operación de los tres LEDs en paralelo no parece posible con los medios convencionales, como puede verse en la , la excitación convencional de LEDs RGB (69) se realiza tomando los cátodos que generalmente están unidos en el dispositivo y colocándolos a tierra, mientras que tres resistencias (71), (72), (73), de diferentes valores se colocan a los ánodos de cada uno de los LEDs para posteriormente unir las resistencias en un solo punto que se conecta a un voltaje constante “Ve”, la gráfica adjunta a este diagrama de la , muestra que de esta manera aunque el conjunto se alimente con un voltaje general “Ve”, cada uno de los LEDs estará operando a su voltaje nominal de operación, aquí también se puede observar lo que vendría a ser la excitación o alimentación de un conjunto RGB mediante un sistema de excitación RGB con pulsos de sobrevoltaje (70), en este diagrama no se muestra el módulo de sobreexcitación de voltaje pero si la salida de éste (Es) y todos los ánodos de los LEDs se unen entre sí así como cada uno de los cátodos respectivamente, como se puede apreciar en la gráfica adjunta, en este caso, estos LEDs conectados en paralelo, son alimentados con pulsos de breve duración pero con un voltaje que excede varias veces el voltaje de operación nominal de cada uno de los LEDs, utilizando esta técnica, se puede ver que si el conjunto RGB contienen LEDs cuya diferencial de voltaje nominal de operación va de 2 a 2.5 volts, al alimentarse con pulsos angostos de 60 volts, el diferencial de 0.5 volts pasa a segundo término y la excitación de los LEDs mediante pulsos de sobrevoltaje produce emisión secundaria en longitudes de onda diferentes a la original de cada LED, de hecho, el LED verde emitirá en la banda correspondiente al verde pero también menores cantidades de luz en la región del azul, mientras que el rojo emitirá esencialmente luz en la longitud de onda fundamental roja, pero también menores cantidades de energía lumínica en el resto del espectro visible, esto a su vez refuerza la emisión total de luz azul, ya que al excitarse un LED con pulsos de sobrevoltaje, éste LED emite luz fundamentalmente en su longitud de onda natural pero también en longitudes de onda menores, por lo cual el LED azul emitirá como efecto secundario en la porción de menor longitud de onda a la natural, el verde emitirá luz secundaria en longitudes de onda menores a su natural más la fundamental, o sea en el verde azul y violeta mientras que el rojo emitirá luz en la banda del rojo, el amarillo, el verde, el azul y el violeta.
En resumen el dispositivo para dar a las lámparas de iluminación LED capacidad para la destrucción de coronavirus, está compuesto por un módulo de sobreexcitación de voltaje que al conectarse a un iluminador de luz blanca LED ya sea RGB o de fluorescencia, se le da además de su capacidad de iluminación con luz aparentemente blanca la posibilidad de tener un efecto sanitizante anti-coronavirus y los luminarios confeccionados de esta manera pueden ser usados con la presencia de seres humanos en ellas sin que esto tenga efectos secundarios sobre los materiales ni los seres vivos y particularmente trabaja en base a la interacción de breves pulsos de sobrevoltaje sobre las características intrínsecas de los iluminadores de luz blanca LED a diferencia de otros sistemas que pueden usar sobreexcitación sobre LEDs individuales genéricos y además incorporamos en esta aplicación el concepto de pulsos de sobreexcitación en la modalidad de pulsos de relajación con lo cual se logra optimizar la emisión de luz blanca que incorpora además pulsos de alta intensidad de entre 400 a 460 nm en forma prácticamente imperceptible.

Claims (5)

  1. Un dispositivo para dar a lámparas de iluminación LED capacidad para la destrucción de coronavirus caracterizado porque comprende un módulo de sobreexcitación de voltaje que cuenta con cuatro terminales, dos de las cuales se conectan al suministro de energía eléctrica a través de un interruptor y otras dos que se conectan directamente a un iluminador de LED de luz blanca por fluorescencia o del tipo RGB, donde dicho módulo de sobreexcitación de voltaje está a su vez constituido por un driver de sobreexcitación y un control remoto de nivel de sanitización y donde el módulo de sobreexcitación provee a los iluminadores de luz blanca LED de pulsos controlados de voltaje que exceden en por lo menos 1.5 veces la magnitud del voltaje nominal de operación del iluminador LED.
  2. El dispositivo para dar a lámparas de iluminación LED capacidad para la destrucción de coronavirus en concordancia con la reivindicación número 1 donde el driver de sobreexcitación de voltaje es un circuito tipo relajación caracterizado porque cuenta con un condensador que se carga a través de un transistor que constituye una fuente de corriente controlada por un segundo transistor y las correspondientes resistencias de polarización y referencia siendo que este último transistor activa o corta el suministro de corriente al condensador en función a una señal que a su vez controla la activación o corte de un transistor de efecto de campo que se conecta a los LEDs del iluminador de manera tal que al activarse este transistor, toda la carga del condensador se drena a través de los LEDs, la compuerta del transistor de efecto de campo está controlada por un comparador con retro alimentación positiva que compara el voltaje en el condensador con un nivel de voltaje de referencia establecido por un divisor de tensión conectado a un voltaje fijo de manera tal que la descarga del condensador a través de los LEDs queda sincronizada inversamente con la carga del condensador por lo cual mientras se efectúa la carga del condensador no es posible que se descargue el condensador y mientras se descarga el condensador se suspende la carga del mismo condensador, estando todos estos circuitos alimentados por un rectificador y un condensador de alimentación mientras que un circuito de control de nivel de sanitización regula el nivel máximo del voltaje de los pulsos de descarga modificando el nivel de referencia a la entrada inversora del comparador siendo este nivel modificable mediante una acción secuencial del interruptor mediante el cual se conecta el módulo de sobrexcitación de voltaje al suministro de energía eléctrica.
  3. El dispositivo para dar a lámparas de iluminación LED capacidad para la destrucción de coronavirus en concordancia con la reivindicación 1 donde el control remoto de nivel de sanitización se caracteriza porque está constituido por un multivibrador conectado en la forma de una unidad biestable tipo FLIP-FLOP donde su entrada de reset se encuentra conectada a un condensador que a su vez está conectado al voltaje de alimentación positivo del circuito y por otro lado a tierra mediante una resistencia, la salida inversora del multivibrador está conectada a la entrada D o entrada de dato y a su vez conectada a la compuerta de un transistor de efecto de campo cuya fuente se conecta a tierra y cuyo drenaje se conecta a una resistencia cuyo extremo libre se conecta a un elemento del circuito driver de sobreexcitación que controla la energía de cada pulso aplicado a los LEDs, la entrada de reloj del multivibrador está conectada a un divisor de tensión el cual tiene un extremo conectado a tierra y el otro al punto donde se unen un condensador también conectado a tierra y un diodo conectado al suministro de energía eléctrica de forma tal que la entrada del reloj reciba señales dentro del rango de operación del multivibrador pero de manera tal que cuando se suspenda el suministro de energía eléctrica mediante el interruptor conectado para este fin el voltaje en el condensador descienda hasta que este traspase el límite operativo equivalente al nivel cero en la entrada del reloj del multivibrador.
  4. El dispositivo para dar a lámparas de iluminación LED capacidad para la destrucción de coronavirus en concordancia con la reivindicación 1 donde el driver de sobreexcitación de voltaje se caracteriza por ser un dispositivo que alimenta a la unidad de LEDs mediante pulsos de voltaje constante con una magnitud que excede 1.5 veces el voltaje nominal de operación de los LEDs y que cuenta con un condensador el cual se carga mediante un dispositivo regulador de voltaje a un valor mayor a 1.5 veces el voltaje nominal de operación de los LEDs o del conjunto de LEDs a cuya entrada positiva está conectado dicho condensador mientras el cátodo o entrada negativa del iluminador de luz blanca LED está conectado a un interruptor electrónico consistente en un transistor de efecto de campo cuya fuente se encuentra conectada a tierra mediante una resistencia de monitoreo mientras que la unión entre el transistor y la resistencia están conectadas a un circuito de control de energía el cual a su vez se conecta a un comparador cuya salida está a su vez conectada a la entrada de reset de un multivibrador cuya salida se conecta a un driver MOS o amplificador de corriente siendo la salida de éste la que controla la activación o corte del transistor a cuya compuerta se encuentra conectada, un oscilador conectado a la entrada del reloj del multivibrador, determina la frecuencia de los pulsos emitidos mientras que el circuito de control de energía determina en forma dinámica la duración que debe tener cada pulso.
  5. El dispositivo para dar a lámparas de iluminación LED capacidad para la destrucción de coronavirus en concordancia con la reivindicación 1 caracterizado porque el módulo de sobreexcitación de voltaje está constituido por un driver de sobreexcitación de voltaje que alimenta al iluminador de luz blanca LED, con pulsos de voltaje constante y de amplitud mayor a 1.5 veces el voltaje nominal de operación del LED o conjunto de LEDs que se encuentran en el interior del iluminador de luz blanca LED, siendo este un driver auto oscilante el cual se alimenta mediante un circuito regulador que provee a los circuitos integrados del nivel de voltaje de corriente directa necesario para su operación tomando su energía de un rectificador y un condensador conectados al suministro de energía eléctrica a través de un interruptor externo el cual tiene la doble función de permitir la activación del iluminador de luz blanca LED y al mismo tiempo controlar la proporción de pulsos de luz azul de entre 400 a 460 nm respecto del total de luz generada por el iluminador incluyendo la luz blanca mediante una acción secuencial de este interruptor, este condensador permanece cargado a un voltaje superior a 1.5 veces el voltaje nominal de operación del LED o conjunto de LEDs y conectado a tierra y al ánodo o entrada positiva del LED o conjunto de LEDS, mientras que el cátodo o entrada negativa de dicho LED o conjunto de LEDs, se encuentra conectado a un transistor de efecto de campo cuya compuerta está conectada a la salida de un amplificador de corriente tipo excitador o driver MOS como el MCP14A0602 cuya entrada se conecta al voltaje de alimentación de este circuito integrado mientras que la entrada de activación de este mismo (EBL) se conecta a una resistencia conectada al voltaje de alimentación por un lado y a un condensador que a su vez está conectado a tierra de manera tal que cuando el voltaje a través de este condensador exceda el nivel de umbral del amplificador de corriente, la salida de éste pasará a un nivel uno y cuando este nivel esté por debajo del nivel de umbral pasará a un nivel cero, permitiendo la activación y corte del transistor de efecto de campo cuya fuente está conectada a tierra mediante una resistencia de monitoreo la cual a su vez se conecta a la base de un transistor NPN mediante una resistencia, siendo que el emisor del transistor NPN se encuentra conectado con su emisor a tierra y su colector al condensador que está conectado a la entrada de control del amplificador de corriente, de manera tal que cuando el voltaje a través de la resistencia de monitoreo excede el umbral de polarización del transistor NPN (0.7 Volts), este transistor pasará a un estado de conducción descargando el condensador conectado a su colector provocando que el transistor de efecto de campo deje de pasar corriente abruptamente y así permanecerá hasta que el condensador conectado a la entrada de control del amplificador de corriente, se cargue a través de la resistencia conectada entre este punto y el voltaje de alimentación del amplificador de corriente y cuando esto suceda se repite el ciclo para la generación de un nuevo pulso de voltaje sobre el LED o arreglo de LEDs, la cantidad de energía entregada a cada pulso se determina mediante la acción de una resistencia conectada a la base del transistor NPN y a un transistor FET conectado a tierra que cuando este último se encuentra en conducción plena, la resistencia antes mencionada forma un divisor de tensión junto con la resistencia conectada entre la base del transistor NPN y la resistencia de monitoreo, lo cual origina que el voltaje sobre esta última resistencia sea mayor a 0.7 volts para activar al transistor NPN y suspender el flujo de energía a través del LED o conjunto de LEDs, el transistor FET se encuentra conectado a la salida inversora de un multivibrador tipo CD4013 y a la entrada de dato por lo que cada vez que la entrada de reloj de este multivibrador cambie de estado, así lo hará la salida no inversora del multivibrador, la entrada de reset está conectada a tierra mediante una resistencia y al voltaje de alimentación del circuito mediante un condensador mientras que la entrada de reloj está conectada a un divisor de tensión conectado a tierra y a un condensador conectado a su vez mediante un diodo al suministro de energía eléctrica de corriente alterna estando el otro extremo de dicho condensador conectado a tierra, este arreglo limita el nivel de voltaje de entrada en el reloj (CK) del multivibrador y permite controlar los cambios de estado a la salida de este mismo en base a una secuencia de conexiones y desconexiones del interruptor externo que controla el suministro de energía eléctrica a todos los circuitos.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190125904A1 (en) * 2017-10-30 2019-05-02 Hubbell Incorporated Pulsing High Intensity Narrow Spectrum Light
US20200093944A1 (en) * 2018-09-21 2020-03-26 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Hyphae inhibition apparatus and hyphae inhibition method
US20200267814A1 (en) * 2019-02-19 2020-08-20 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Led lighting apparatus and lighting system having the same
US11116858B1 (en) * 2020-05-01 2021-09-14 Uv Innovators, Llc Ultraviolet (UV) light emission device employing visible light for target distance guidance, and related methods of use, particularly suited for decontamination
US20210402027A1 (en) * 2020-06-26 2021-12-30 Tama Research Corporation Hybrid far uv-c and visible lamp

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190125904A1 (en) * 2017-10-30 2019-05-02 Hubbell Incorporated Pulsing High Intensity Narrow Spectrum Light
US20200093944A1 (en) * 2018-09-21 2020-03-26 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Hyphae inhibition apparatus and hyphae inhibition method
US20200267814A1 (en) * 2019-02-19 2020-08-20 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Led lighting apparatus and lighting system having the same
US11116858B1 (en) * 2020-05-01 2021-09-14 Uv Innovators, Llc Ultraviolet (UV) light emission device employing visible light for target distance guidance, and related methods of use, particularly suited for decontamination
US20210402027A1 (en) * 2020-06-26 2021-12-30 Tama Research Corporation Hybrid far uv-c and visible lamp

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