ES2247118T3

ES2247118T3 - Fuente luminosa por leds.

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Publication number: ES2247118T3
Application number: ES01938239T
Authority: ES
Inventors: Edmund Vollrath
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-05-25
Filing date: 2001-05-25
Publication date: 2006-03-01
Anticipated expiration: 2021-05-25
Also published as: AU2001263941A1; KR20030084561A; US6858994B2; DE10025821A1; US20040041526A1; CN1440631A; EP1300053B1; EP1300053A1; DE50106985D1; WO2001091521A1; CN1279793C; ATE301386T1

Abstract

Fuente luminosa por LEDs (2), que comprende: (a) una entrada (38, 40) para conectar una fuente de corriente; (b) además, al nivel de potencial entre el potencial superior (16) y el potencial de base (18): - una hilera de una pluralidad de LEDs (4) conectados en serie; - una bobina (6), que está prevista en serie con los LEDs (4); - un diodo de recuperación, que está previsto en paralelo con los LEDs (4) y la bobina (6) y su sentido de paso es el opuesto al sentido de paso de los LEDs (4); - y un interruptor electrónico rápido (10) que está conectado en serie con los LEDs (4), la bobina (6) y con el diodo de recuperación (8) que está en paralelo con los LEDs (4) y la bobina (6); (c) y un generador de impulsos (12), que está conectado al interruptor electrónico rápido (10) y genera impulsos que abren y cierran el interruptor electrónico rápido (10) caracterizada porque, (d) están previstas varias hileras (44, 46, 48) conectadas en paralelo, que respectivamente contienen varios LEDs (4)conectados en serie; (e) porque está prevista una bobina común (6) para las hileras (44, 46, 48) de LEDs (4); (f) y porque el generador de impulsos (12) es un modulador de ancho de impulsos en forma de un componente integrado o un modulador de frecuencia en forma de un componente integrado.

Description

Fuente luminosa por LEDs.

La presente invención tiene por objeto una fuente luminosa por LEDs, que comprende:

(a): una entrada para conectar una fuente de corriente;

(b): además, al nivel de potencial entre el potencial superior y el potencial de base:

-: una hilera de una pluralidad de LEDs conectados en serie;

-: una bobina, que está prevista conectada en serie con los LEDs;

-: un diodo de recuperación, que está previsto en paralelo con los LEDs y la bobina y cuyo sentido de conducción es el opuesto al sentido de conducción de los LEDs;

-: y un interruptor electrónico rápido, que está conectado en serie con los LEDs, la bobina y con el diodo de recuperación que está en paralelo con los LEDs y la bobina;

(c): y un generador de impulsos, que está conectado al interruptor electrónico rápido y que genera impulsos que abren y cierran el interruptor electrónico rápido,

caracterizada porque,

(d): están previstas varias hileras conectadas en paralelo que a su vez contienen respectivamente varios LEDs conectados en serie;

(e): porque está prevista una bobina común para las hileras de LEDs;

(f): y porque el generador de impulsos es un modulador de anchura de impulsos en forma de un componente integrado o un modulador de frecuencia en forma de un componente integrado.

Por el documento DE 40 22 498 A1 se conoce una fuente luminosa por LEDs con las características (a), (b) y (c). Allí se describe un indicador luminoso protegido contra las explosiones, con una fuente de alimentación universal, presentando el indicador luminoso unos pocos LEDs que en serie con la bobina están dispuestos en paralelo con un diodo de recuperación, estando previstos los LEDs, la bobina y el diodo de recuperación, conectados en serie con un interruptor electrónico rápido. Además, está previsto un generador de impulsos que está conectado al interruptor electrónico rápido y que genera impulsos que abren y cierran el interruptor electrónico rápido. Especialmente, el generador de impulsos es un multimodulador monoestable que está compuesto por una pluralidad de elementos funcionales individuales.

La presente invención tiene por objeto la realización de una fuente luminosa por LEDs del tipo de descrito, con un suministro de corriente constante para los LEDs, con pocas pérdidas, que ahorre espacio, que no falle y que sea económica.

Una fuente luminosa por LEDs con una pluralidad hileras conectadas en paralelo, que respectivamente contienen varios LEDs conectados en serie se conoce a partir del documento DE 197 29 690 A1. En esta fuente luminosa por LEDs ninguna bobina está conectada en serie con los LEDs.

Además, la presente invención tiene por objeto conseguir un equipo de señalización del tráfico que presente por lo menos una fuente luminosa por LEDs según la presente invención. En la siguiente descripción se abordará primordialmente este ámbito de aplicación preferido de la fuente luminosa por LEDs en equipos para la señalización del tráfico.

Los equipos para la señalización del tráfico se utilizan mucho en todo el mundo. Básicamente, en el contexto de la presente patente se ha de propagar el concepto "equipo de señalización del tráfico". En este concepto estarían incluidos los equipos para la señalización del tráfico de carreteras y de ferrocarriles así como también el balizamiento de las pistas de aterrizaje y de los rumbos de navegación náutica. Precisamente entre los equipos de señalización del tráfico de carretera se cuenta, además de los típicos equipos de señalización, como los semáforos, también con los sistemas de conducción del tráfico iluminados y los letreros iluminados.

Dichos equipos de señalización del tráfico los utilizan normalmente empresas estadichos o municipales, en las que además de los costes para la instalación inicial tienen un papel muy importante los costes operativos y de mantenimiento. Así pues constituye un coste importante en dichos instalaciones de señalización del tráfico con las lámparas de incandescencia habituales, la relativamente frecuente necesaria sustitución de estas lámparas. Otro coste que no hay que despreciar radica en las necesidades energéticas de las fuentes luminosas usuales. Teniendo en cuenta esta problemática ya se propuso emplear las fuentes luminosas por LEDs en las instalaciones de señalización del tráfico. Así, a modo de ejemplo los documentos US-A-5.850.126 y DE 197 29 690 A1 describen equipos de señalización luminosa o equipos de semáforos con fuentes luminosas por LEDs. Los dos documentos proponen un transformador para reducir la tensión desde el nivel de la red de suministro eléctrico público habitual a el nivel claramente más bajo en el que sea posible un buen funcionamiento de los LEDs. Por varios motivos los transformadores conllevan inconvenientes. En primer lugar son relativamente grandes y pesados, lo cual frecuentemente en la práctica origina problemas en la instalación del transformador en el equipo de señalización del tráfico. Así pues los dos documentos citados proponen ciertamente la instalación del transformador en la fuente luminosa por LEDs que presenta un portalámparas usual. En realidad estas fuentes luminosas son algo más grandes que las fuentes luminosas estándar usuales, por lo que la simple sustitución de las lámparas de incandescencia usuales por las fuentes luminosas por LEDs frecuentemente fracasa por este motivo. Otro motivo lo constituye el coste nada despreciable que conlleva la utilización de transformadores.

Mediante la presente invención se crea un equipo de señalización del tráfico y una fuente luminosa por LEDs optimizada especialmente para su utilización en equipos de señalización del tráfico, que se puede alojar sin problemas dentro de las dimensiones externas de una lámpara de incandescencia estándar. Creada para instalaciones de señalización del tráfico, que mediante la utilización de un número extremadamente reducido de elementos funcionales individuales sea extremadamente segura contra los fallos y que como consecuencia de la utilización de componentes estándar comerciales se pueda fabricar de manera económica. Puesto que con este esquema se puede prescindir de la habitual resistencia intercalada protectora para los LEDs y, como consecuencia, de la utilización de un componente estándar que ahorra corriente, pueden fabricarse unos equipos de señalización del tráfico económicos y con bajo nivel de pérdidas.

Con un equipo de señalización del tráfico según la presente invención, los intervalos de sustitución se pueden prolongar en 2 o incluso más, lo que conduce a una reducción a la mitad o incluso más de los costes de mantenimiento habituales. Por otra parte, también se pone de manifiesto el consumo energético claramente menor de los LEDs en los costes de operación corrientes de dichos equipos de señalización del tráfico. A todo ello hay que añadir que utilizando fuentes luminosas de los colores adecuados, como por ejemplo LEDs rojos, amarillos y verdes en equipos de semáforos se puede mejorar adicionalmente el aprovechamiento energético. Así, la pérdida de luz en los correspondientes filtros de colores (filtro para la luz verde, filtro para la luz roja, filtro para la luz amarilla) es extremadamente reducida, cuando la fuente luminosa presenta un espectro de emisión de aproximadamente la gama de longitudes de onda del filtro de color. Sin embargo, resulta ventajoso por dos motivos conservar los filtros de color. Por una parte es importante el punto de vista ya mencionado de la facilidad de sustitución de las lámparas convencionales por las fuentes luminosas según la presente invención. Por otra parte, los filtros pueden reducir drásticamente la luz difusa originada por ejemplo por la radiación solar. Esto es aplicable especialmente cuando los filtros en su banda de paso están adaptados a la banda de frecuencias muy estrecha de los LEDs. Además, los filtros son una protección para la fuente luminosa por LEDs.

Precisamente en relación con los equipos de señalización del tráfico es preferible especialmente la utilización de fuentes luminosas con las bases de fijación usuales como las que ya son ahora habituales con las fuentes luminosas en los equipos de señalización del tráfico. Preferentemente están previstas para un campo de iluminación de un equipo de señalización del tráfico, por ejemplo el campo de color rojo, amarillo o verde de un semáforo, por lo menos dos fuentes luminosas separadas que pueden estar provistas de una base de fijación común. Cuando falla una fuente luminosa, la segunda fuente luminosa permite asegurar de que no se produzca un fallo total.

Los LEDs - diodos foto emisores - presentan un rendimiento muy alto, en lo que se refiere a la conversión de energía eléctrica a luz. Este rendimiento es especialmente alto en el caso de los LEDs para la luz verde. Pero también los denominados "LEDs de luz blanca" presentan un rendimiento muy bueno, especialmente en comparación con las lámparas de incandescencia. El rendimiento de los LEDs especialmente buenos, que actualmente ya se ofertan en el mercado, superan ya en parte al de los tubos fluorescentes que generalmente están considerados como la fuente luminosa que presenta el mejor rendimiento. El elevado rendimiento de los LEDs y su alta seguridad contra los fallos como consecuencia de su larga vida útil los hacen especialmente apropiados para determinadas aplicaciones. Además de las típicas iluminaciones de locales de viviendas y de oficinas, se cuentan entre dichos aplicaciones normalmente las iluminaciones de tableros indicadores, iluminaciones nocturnas, por ejemplo en hoteles u hospitales, alumbrado de emergencia e instalaciones de alumbrado similares en las que no es importante que haya un rayo de luz potente concentrado. Los LEDs presentan además la gran ventaja de que se pueden combinar de una manera muy flexible para formar disposiciones luminosas de tipo bidimensional y tridimensional. Esto posibilita disposiciones luminosas grandes, planas y que presentan una luminosidad uniforme en toda su extensión, como por ejemplo los que encuentran aplicación especialmente en los anuncios luminosos. Especialmente en los anuncios luminosos resulta ventajosa la disponibilidad del LED en diferentes colores.

A diferencia de las lámparas de incandescencia, que según su diseño pueden funcionar con cualquier nivel de tensión, la tensión de funcionamiento de un LED, debido a sus particularidades físicas, está fijada dentro de un margen relativamente estrecho. Típicamente, un LED dispone de una tensión de operación de aproximadamente 2V. Esto supone también una deficiencia por lo que respecta a la utilización de LEDs para las aplicaciones mencionadas anteriormente. La tensión de operación de los LEDs se encuentra muy alejada de las funciones de red suministradas por la red de suministro público de normalmente 110 ó 230 V corriente alterna. Para eludir, por lo menos en cierta medida, este problema, los LEDs se hacen funcionar frecuentemente conectando en serie 20 o más LEDs, con lo que, para aplicaciones típicas, también se consigue una intensidad luminosa suficiente. Esta conexión en serie supone una tensión de operación de unos 40 V para este grupo de 20 LEDs conectados en serie. También este valor se diferencia claramente de la tensión de red normalmente disponible, de manera que la tensión para el funcionamiento de los LEDs se ha de obtener o bien mediante la correspondiente reducción empleando un transformador o bien intercalando una resistencia grande que lleve la tensión a este valor. Es evidente que esta adaptación de la tensión conlleva grandes pérdidas y consecuentemente que el rendimiento global de una fuente luminosa por LEDs es muy malo. Lo que en funcionamiento hace aumentar aún más la distancia entre la tensión de red disponible y la tensión de operación de los LEDs es el hecho que los LEDs normalmente se hacen funcionar con tensión de corriente continua. El valor medio de la tensión de red rectificada es de aproximadamente 150 V o 320 V.

También en las aplicaciones en las que la tensión de red se ha de transformar para reducirla a el valor de la tensión de operación necesaria para el grupo de LEDs conectados en serie, es necesaria una resistencia intercalada conectada en serie con los LEDs. El funcionamiento de los LEDs sin una resistencia intercalada de dichos características originaría que la intensidad que circularía por los LEDs aumentaría y éstos en última instancia acabarían destruidos. Intercalando la resistencia se compensa el aumento de intensidad en el LED mediante una mayor caída de tensión en la resistencia intercalada.

De todo ello resulta que el favorable rendimiento de los LEDs para la conversión de energía eléctrica en luz se ve mermado por las pérdidas condicionadas por el funcionamiento en la resistencia intercalada así como, dado el caso, en la transformación, lo que impide las posibilidades de utilización de los LEDs de forma masiva. A ello hay que añadir que la tensión de operación necesaria de las fuentes luminosas por LEDs típicas no es apropiada para el funcionamiento con la tensión de la red de suministro público, especialmente después de la rectificación. La utilización de transformadores para la adaptación de la tensión conlleva por una parte un coste económico y por otra parte también por motivos de espacio no siempre es realizable fácilmente o no es deseable, y por el contrario una resistencia intercalada demasiado grande origina unas pérdidas demasiado grandes.

El componente fundamental de la fuente luminosa por LEDs es el circuito en el que por lo menos un LED está dispuesto en serie con la bobina y en paralelo con ellos el diodo de recuperación con su sentido de paso opuesto al sentido de paso del LED o de los LEDs. En este circuito, la bobina actúa como acumulador de corriente. Una vez cargada presenta la tendencia a mantener el flujo de corriente por el circuito a través del LED o de los LEDs y el diodo de recuperación. Mediante el interruptor electrónico rápido, este circuito se conecta a la fuente de corriente a intervalos de tiempo determinados y se "carga". Durante el funcionamiento hay así por lo menos en un LED una intensidad que varía, con un determinado valor medio de la corriente, con la frecuencia con la que se acciona el interruptor. Esta variación de la corriente puede ser relativamente pequeña comparada con el valor medio de la corriente. Pero también puede ser relativamente grande. En un caso extremo, por lo menos un LED puede ser alimentado con una pluralidad impulsos de corriente con una frecuencia de repetición que por lo menos es tan grande que la fuente luminosa puede ser percibida por el ojo como exenta de parpadeo. Entre los impulsos individuales, la intensidad de la corriente puede caer a 0. El contenido energético de los impulsos de corriente está dimensionado de manera favorable, de tal modo que la energía aportada por lo menos a un LED sea esencialmente igual a la energía que se necesita en el funcionamiento constante. En un modo de funcionamiento de estas características, en la práctica puede haber incluso una mejora del rendimiento, ya que se sabe que los LEDs que funcionan con impulsos de alta intensidad presentan un mejor rendimiento lumínico. Mediante la óptima adaptación de los componentes individuales, el especialista puede ajustar una intensidad básicamente constante a la intensidad de corriente de funcionamiento óptima de los LEDs. Con esta intensidad de corriente óptima, un LED presenta su máxima vida útil o su óptima producción de luz en relación a su vida útil. La óptima intensidad de corriente para la óptima vida útil y la óptima intensidad de corriente para la óptima producción de luz no tienen porque ser obligatoriamente iguales en un LED.

El generador de impulsos aplica en el interruptor electrónico rápido un tren de impulsos que conduce a que circule la intensidad de corriente deseada a través de los LEDs. El interruptor electrónico rápido puede ser por ejemplo un transistor MOSFET, pudiéndose conectar los trenes de impulsos del generador de impulsos a la puerta del transistor MOSFET.

Las pérdidas adicionales de los componentes previstos además del LED en la fuente luminosa por LEDs son extraordinariamente reducidas. Las pérdidas tienen lugar solamente en la bobina, en el diodo de recuperación, en el interruptor y en el generador de impulsos. Las pérdidas que tienen lugar en la bobina son esencialmente pérdidas ohmnicas puras. Con una resistencia habitual de aproximadamente 6 Ohm para la bobina, con las corrientes típicas de aproximadamente 20 miliamperios tiene lugar una caída de tensión de aproximadamente 120 milivoltios en la bobina, lo que origina unas pérdidas correspondientemente pequeñas. Como diodo de recuperación es especialmente adecuado un diodo Schottky (diodo de conmutación ultrarrápida) que conmuta muy rápidamente a la posición que permite el paso de la corriente y con una tensión en estado de conducción baja. La caída de tensión que tiene lugar en este diodo es de aproximadamente 0,3 - 0,4 V. El interruptor electrónico rápido presenta normalmente una resistencia de 1 a 2 Ohm. También esto origina sólo una caída de tensión de aproximadamente 20 milivoltios en el interruptor.

El posible efecto de ahorro de energía lo explicamos a continuación empleando un ejemplo simple. Allí se compara el caso del funcionamiento tradicional con resistencia intercalada, con el funcionamiento según la presente invención circulando por los LEDs una intensidad prácticamente constante. El ejemplo parte de 20 LEDs conectados en serie con una tensión de operación del LED de 2 V, que con una tensión de red de 230 V corriente alterna, funcionan correspondientemente con una corriente continua de 320 V de tensión. La intensidad de corriente que circula por los LEDs es de 10 miliamperios.

Funcionamiento tradicional con resistencia intercalada:

\bullet: Potencia activa en los diodos 20 x 2 V x 0,01 A = 0,4 W

\bullet: Potencia absorbida 320 V x 0,01 A = 3,2 W

\bullet: Rendimiento 12,5%

Funcionamiento con esquema de circuitos según la presente invención:

\bullet: En el esquema de circuitos global se puede obtener un rendimiento del 85%, las pérdidas tienen lugar especialmente en la rectificación, en el funcionamiento del generador de impulsos, en el interruptor eléctrico y en los otros componentes.

\bullet: Potencia activa en los diodos 20 x 2 V x 0,01 A = 0,4 W/0,85 = 0,47 W (menos del 1/6 de la potencia absorbida con el funcionamiento tradicional).

\bullet: Intensidad tomada de la red 0,47 W/230 V = 0,002 A.

Como se puede fácilmente observar, el rendimiento con el funcionamiento según la presente invención es casi 7 veces mejor que con el funcionamiento tradicional. Esta mejora del rendimiento se puede realizar con un esquema de circuitos simple, barato, fiable y que ahorra espacio.

La fuente luminosa por LEDs se puede emplear para iluminaciones de diferentes tipos. Tal como se ilustra a continuación, se pueden producir con esta fuente luminosa los más diversos colores de luz. Utilizando diodos de luz blanca se puede utilizar una fuente luminosa de estas características también en lugar de las lámparas de incandescencia habituales. Especialmente preferidos son los alumbrados de emergencia, por ejemplo en edificios dichos como garajes subterráneos, hoteles o en vehículos dichos como barcos, vagones de ferrocarril, aviones. Son especialmente apropiados para iluminaciones indirectas uniformes, como por ejemplo cajas de escalera, garajes subterráneos, etc. También son especialmente apropiados como iluminaciones de posición a prueba de fallos, como por ejemplo en aviones y barcos.

La fuente luminosa por LEDs se puede emplear, por ejemplo, como sustituto de las fuentes luminosas habitualmente existentes. Así por ejemplo puede presentar un casquillo roscado, enchufable o cualquier otro casquillo usual que pueda colocarse en un portalámparas usual. El conjunto de circuitos puede estar previsto de manera que forme por ejemplo una sola pieza en el portalámparas con el LED. Alternativamente, el conjunto de circuitos puede formarse como una pieza intermedia separada, en la cual por lo menos un LED pueda insertarse, enroscarse o conectarse de algún otro modo. Esta pieza intermedia puede estar dispuesta o bien telescópicamente, es decir en forma de una cubierta cilíndrica, alrededor de un elemento de soporte de por lo menos un LED, estando entonces la pieza intermedia enroscada en un portalámparas y ella misma sirve como portalámparas para por lo menos un LED. Alternativamente la pieza intermedia puede conectarse también axialmente en conexión con el por lo menos un LED. La forma de realización especial depende del ámbito de aplicación especial. También son posibles formas mixtas entre la configuración telescópica y la configuración axial de la pieza intermedia, así por ejemplo en una fuente luminosa, que pueda enroscarse en un portalámparas roscado usual es favorable una forma mixta con configuración parcialmente telescópica parcialmente axial que esté dispuesta alrededor del soporte para por lo menos un LED en forma de un vaso. Se aprecia que esta fuente luminosa con pieza intermedia y también la pieza intermedia sola se consideran respectivamente por sí mismas ingeniosas.

Es especialmente favorable cuando la fuente luminosa está considerada de tal manera que presenta la forma de una fuente luminosa usual, por ejemplo de una bombilla de incandescencia usual, en forma de barra, en forma de tubos de neón doblados, etc. Especialmente en las fuentes luminosas, en las que es deseable una radiación dirigida, puede preverse en esta forma preestablecida la disposición de los LEDs de tal manera que se obtiene la característica de radiación lumínica deseada. Esto es especialmente favorable con los tubos de neón, que se emplean como luminarias de calles o iluminación de techos. Aquí actualmente es de tal manera que los tubos de neón ya de por sí están configurados en forma de un tubo doblado o tubo recto de forma cilíndrica, y radialmente alrededor de su eje longitudinal presentan esencialmente la misma y uniforme característica radiante. Por eso las propias luminarias de calles están configuradas con un reflector a fin de reflectar hacia la dirección radiante deseada la luz que se irradia en direcciones no deseadas. Dichos reflectores frecuentemente pueden cegar, conducen a pérdidas de rendimiento y hacen aumentar los costes de adquisición. Por eso es ventajoso aprovechar la característica dirigida de los LEDs, y configurar la fuente luminosa que de por sí es anisótropa en cuanto a dirección, de tal manera que resulte la característica de irradiación de la luz que se desee. La fuente luminosa puede disponerse o bien, como es habitual con un LED, en una bombilla de vidrio, pero sin embargo también se puede prescindir de la bombilla de vidrio y por lo menos un LED quedar sin cubrir. Esto resulta especialmente ventajoso cuando la fuente luminosa de la propia lámpara está cubierta hacia fuera, por ejemplo mediante una pantalla de vidrio.

Es favorable, cuando especialmente en campos luminosos grandes, como por ejemplo en los campos luminosos de un semáforo o en los campos luminosos de alumbrados de seguridad o campos luminosos similares a un tubo de neón, están previstas por cada campo luminoso por lo menos dos fuentes luminosas separadas. Esto hace aumentar considerablemente la seguridad contra fallos.

Como generador de impulsos se puede utilizar un modulador de anchura de impulsos, como los que se fabrican en grandes series de fabricación y por tanto se encuentran a buen precio en el mercado. Especialmente apropiados para ello son los TL 5001 de la marca Texas Instruments. Las necesidades de corriente eléctrica que precisan dichos componentes es de microamperios. Consecuentemente, las pérdidas también son reducidas.

En el circuito de alimentación es favorable además que sea relativamente insensible a las variaciones en la tensión de entrada. Es posible diseñar este circuito de tal manera que, sin que sea necesaria una conmutación, pueda funcionar con tensiones de red de 110 V ó 230 V corriente alterna.

Preferentemente por lo menos uno de los LEDs es un "LED de luz blanca". Precisamente para fines de alumbrado, especialmente como alumbrado nocturno, la luz blanca es especialmente preferida. Los LEDs de luz blanca pueden ser aquellos LEDs en los que sobre un chip en un plano están dispuestos varios LEDs con diferentes colores. Normalmente hay cuatro LEDs - uno rojo, uno verde y dos azules - dispuestos espacialmente muy juntos entre sí. Estos LEDs pueden hacerse funcionar conectados en serie. El ojo capta la luz de estos LEDs en mezcla aditiva como un determinado color de luz, es decir, en la conexión en serie luz blanca. También es posible hacer funcionar los LEDs de los colores individuales en un circuito separado con bobina separada y diodo de recuperación separado. En la posibilidad de una regulación de la intensidad de corriente en los circuitos de corriente individuales se puede modificar el color de la luz de estos LEDs. Desde hace poco se pueden adquirir también LEDs de luz blanca, que no son más que LEDs azules que están recubiertos con fósforo. Debido a la radiación azul de los LEDs, los electrones en el fósforo se excitan a un nivel de energía más alto y al retornar al estado básico generan la luz blanca.

Preferentemente, el generador de impulsos está concebido de tal manera que dependiendo de una magnitud característica para la corriente que circula por los LEDs está en situación de proporcionar diferentes trenes de impulsos al interruptor electrónico rápido para mantener el valor medio de la corriente que pasa por los LEDs dentro de un margen constante. Los componentes estándar como los que se han citado anteriormente, frecuentemente presentan una entrada de feedback que permite modificar el tren de impulsos en función de una determinada magnitud de regulación. En el caso presente esto puede utilizarse para mantener constante la corriente dentro de un determinado margen. En la puesta en práctica de la presente invención esto tiene la ventaja de que la estabilidad de la corriente suministrada por el circuito se mejora, por ejemplo con la variación de temperatura, etc. Con componentes simples que no admiten una variación del tren de impulsos de otra manera, esta entrada de feedback se puede también emplear para ajustar la intensidad de la corriente a el valor óptimo deseado.

Preferentemente, está prevista en serie con el interruptor electrónico rápido, la bobina y los LEDs una resistencia de medición de la corriente total, mediante la se mide la corriente que pasa por los LEDs. Esta resistencia para medición puede ser casi tan pequeña como se quiera, con lo cual también aquí las pérdidas originadas son muy pequeñas. Especialmente, esta resistencia es de medida claramente más pequeñas que las típicas resistencias de protección intercaladas, como las que se emplean en las aplicaciones con LEDs usuales. Aquí la caída de tensión que se produce a través de la resistencia de medición caracteriza la corriente que circula por la resistencia de medición.

La caída de tensión que se produce en la resistencia de medición puede conducirse por ejemplo a un amplificador operacional, que en función de la magnitud que se trata de determinar entrega una señal correspondiente al generador de impulsos para así hacer actuar correctamente el interruptor electrónico rápido en función del valor obtenido en la resistencia de medición.

La disposición en paralelo de varios LEDs presenta algunas ventajas. Básicamente, es favorable para la producción de una intensidad lumínica suficiente prever una pluralidad de LEDs conjuntamente. Por los motivos citados anteriormente, normalmente dichos LEDs están previstos frecuentemente conectados en serie. El inconveniente que presenta la conexión en serie es que cuando falla un LED entonces falla toda la serie y ya no produce más luz. Para que en un caso así no falle completamente la fuente luminosa por LEDs, resulta favorable conectar en paralelo LEDs individuales o series de LEDs. Si en caso de dos o más LEDs conectados en paralelo o en caso de dos o más series de LEDs conectadas en paralelo falla un LED o una serie de LEDs, entonces ciertamente circula por los LEDs restantes una intensidad de corriente más alta, pero la fuente luminosa por LEDs no falla completamente. La corriente más alta conduce generalmente a una reducción de la vida útil de la fuente luminosa por LEDs parcialmente dañada. Al usuario le queda un cierto "plazo de concesión" a que la fuente luminosa por LEDs se deba reemplazar definitivamente. Esto resulta especialmente favorable, particularmente en las aplicaciones relevantes desde el punto de vista de la seguridad, ya que el fallo total de la fuente luminosa por LEDs se anuncia con una cierta antelación. Puede ser muy favorable disponer múltiples series de LEDs conectadas en paralelo entre sí. El fallo de una serie individual no hace aumentar de manera importante la circulación de corriente por las series restantes, con lo cual su vida útil no disminuye rápidamente. La correspondiente fuente luminosa por LEDs podría entonces sustituirse bastante antes del fallo total real. Una comprobación de una fuente luminosa de estas características puede realizarse mediante la medición de la resistencia en las series de LEDs individuales conectadas en paralelo. Según la cantidad de series de LEDs que han fallado a este punto parcial puede decidir entonces el montador al efectuar una comprobación, si la fuente luminosa por LEDs debe o no debe reemplazarse. Esto es especialmente favorable en los casos en los que la fuente luminosa por LEDs se utiliza en equipos para la señalización del tráfico. En un caso extremo pueden preverse incluso todos los LEDs conectados en paralelo entre sí.

Preferentemente es posible, en las vías de circulación de corriente individuales conectadas en paralelo con respectivamente uno o varios LEDs obtener un valor característico de la corriente que circula por esta vía de corriente especial. Esto puede hacerse por ejemplo mediante una resistencia de medición de la corriente parcial conectada en serie con por lo menos un LED en dicha vía de circulación de corriente. Especialmente en el caso de pocas vías de circulación de corriente conectadas en paralelo puede constatarse de esta manera el fallo de un LED en una vía de circulación de corriente. Mediante una lógica apropiada se obtienen y se evalúan estos valores característicos, y mediante el generador de impulsos, la circulación total de corriente y con ello la circulación de corriente que pasa por los LEDs restantes se reduce a un valor relativamente preservador de la vida útil para los LEDs restantes o incluso lo retorna al valor óptimo para estos LEDs. Así por ejemplo con sólo dos vías de circulación de corriente en paralelo, en las que respectivamente está previsto como mínimo un LED, es suficiente el valor característico de una de estas vías de circulación de corriente. Si por ejemplo en una de estas vías de circulación de corriente el valor característico cae a 0, entonces está claro que en esta vía de circulación de corriente ha fallado un LED. La corriente que circula por la segunda vía de circulación de corriente puede entonces reducirse correspondientemente. Inversamente puede reducirse consecuentemente la corriente, cuando en esta vía de circulación de corriente aumenta repentinamente. En el caso de múltiples vías de circulación de corriente conectadas en paralelo es favorable obtener el valor característico de cada vía de circulación de corriente individual.

Preferentemente se le proporciona al generador de impulsos su fuente de alimentación de corriente de manera que se conecte al potencial alto y al potencial de base. Preferentemente está previsto entre el potencial alto y el potencial de base un divisor de tensión con un diodo de estabilización previsto en paralelo con el generador de impulsos, para producir una tensión de alimentación esencialmente constante para el generador de impulsos. En principio también es posible crear un divisor de tensión por ejemplo a partir de dos resistencias. El divisor de tensión con el diodo de estabilización ofrece sin embargo la ventaja de que permite disponer de una tensión prácticamente constante para el generador de impulsos independientemente de la caída de tensión que haya entre el potencial alto y el potencial de base. En el fondo también vuelve a estar aquí la posibilidad de poder emplear la fuente luminosa sin problemas para la red de suministro público con 110 V o 230 V corriente alterna. Esto también es especialmente ventajoso desde los puntos de vista económicos, si en el ámbito mundial es utilizable un punto de fuente luminosa por LEDs.

Preferentemente el generador de impulsos presenta para el suministro de corriente una entrada de suministro de corriente que está conectada a la conexión en serie de la salida de los consumidores, del interruptor electrónico rápido y de la bobina. Frente a la alternativa anteriormente descrita, en la que el suministro de corriente del generador de impulsos se toma de la tensión de alimentación mediante un divisor de tensión, este tipo de esquema de conexiones presenta la ventaja de ser especialmente ahorrador de energía, ya que las pérdidas que tienen lugar automáticamente en el divisor de tensión prácticamente se minimizan totalmente. Es ventajoso que esté previsto un circuito regulador de tensión intercalado antes de la entrada de suministro de tensión del generador de impulsos. El circuito regulador de tensión alisar la tensión relativamente poco uniforme que hay en la salida de alimentación, antes de que se envíe al circuito integrado del generador de impulsos.

Es ventajoso que el circuito regulador de tensión presente un condensador de desacoplamiento. Esto es especialmente favorable cuando la tensión que se toma a través de la salida comparada con la tensión necesaria para el circuito integrado, que es de unos pocos voltios, oscila con una oscilación del valor de corriente continua relativamente alta. El condensador de desacoplamiento filtra en este caso la relativamente alta componente de corriente continua y sólo permite pasar a la componente de corriente alterna. En cuanto al circuito regulador de tensión resulta ventajoso además que esté previsto un rectificador de tensión, especialmente un diodo rectificador, que no permita el paso de las componentes negativas de la tensión alterna después del condensador de desacoplamiento o modifique su signo. Especialmente ventajoso resulta si entre el condensador de desacoplamiento y el rectificador de tensión se conecta un diodo de nivel, que desplaza el nivel de tensión de la tensión alterna después del condensador de desacoplamiento de tal manera que éste ya no presenta prácticamente ninguna componente negativa.

Es especialmente ventajoso que el circuito regulador de tensión presente un circuito integrado regulador de tensión. Hay circuitos integrados, como por ejemplo un circuito integrado estándar \muA7BL05CD, que se puede adquirir a muchos fabricantes, que alisan adicionalmente la tensión procesada de esta manera y permite una utilización como fuente de alimentación de corriente para el circuito integrado que forma el generador de impulsos.

Preferentemente, la fuente luminosa por LEDs está prevista para la conexión directa a la red de suministro público y presenta un circuito rectificador cuyas salidas forman el potencial alto y el potencial de base. Un circuito rectificador de estas características puede ser por ejemplo un montaje de puente usual, al que preferentemente se le conecta adicionalmente un condensador para alisar los picos de tensión entre el potencial alto y el potencial de base. En casos de utilizaciones fuera de la red de suministro público, como por ejemplo en barcos, en aviones, en automóviles o camiones, o en otros equipos, dichos como por ejemplo ordenadores u otras instalaciones eléctricas, que o bien tienen una red de corriente continua independiente, o internamente proporcionan corriente de una determinada tensión de corriente continua, puede ser también que no sea necesario un rectificador.

Preferentemente, el generador de impulsos está concebido de tal manera que la frecuencia de repetición de los impulsos sea mayor de 70 Hz; los impulsos que están por debajo de este límite son detectados por el ojo y no son apropiados para fines de alumbrado. En aquellas aplicaciones en las que se trata de entregar una señal parpadeante, también es posible sin embargo una frecuencia de repetición más baja y, dado el caso, resulta ventajosa. Pero preferentemente, la frecuencia de repetición es mayor de 130 Hz, y más preferentemente mayor de 400 Hz, y más preferentemente mayor de 1kHz y aún más preferentemente mayor de 10kHz. Muy especialmente preferidas son las frecuencias de repetición de más de 100kHz. Cuanto más alta es la frecuencia tanto más pequeña puede dimensionarse la bobina y consecuentemente tanto más pequeño puede configurarse el circuito. Esto es importante ya que la bobina puede ser un componente relativamente voluminoso de este circuito. Además, las bobina s son cada vez más caras a medida que aumenta su inductancia.

Preferentemente, la bobina tiene una inductancia de 0,1 a 100 mH. Especialmente favorables son las bobina s con una inductancia de 1 a 100 mH. En principio no es posible proporcionar un dato exacto de la inductancia de la bobina. Depende de la disposición de LEDs elegida especial, de la tensión de alimentación, de la frecuencia de impulsos y de otros factores. El valor puede variar para diferentes disposiciones y diferentes aplicaciones, con un factor de 1.000.

Preferentemente, el generador de impulsos está configurado de modo que sea regulable de tal manera que variando los trenes de impulsos se pueda variar la intensidad de la luz. La posibilidad de atenuar la luz de un alumbrado, es decir, de modificar su intensidad lumínica, a menudo es deseable. En la práctica esto puede hacerse realidad o bien variando la distancia entre impulsos individuales, es decir, las pausas de los impulsos, o la duración de los impulsos.

Preferentemente, la fuente luminosa descrita, es decir la disposición compuesta por LEDs, bobina, diodo de recuperación, interruptor eléctrico, generador de impulsos, eventualmente circuito rectificador etc. Está provista de una base de fijación usual que se puede emplear con un casquillo de fijación usual. Esto posibilita, sin tener que modificar la estructura de iluminación existente, reemplazar las lámparas habitualmente utilizadas como por ejemplo las lámparas de incandescencia, por fuentes luminosas según la presente invención.

Especialmente ventajosa es también la posibilidad de la variación de intensidad de la luz. Puede imaginarse fácilmente que en los equipos de señalización del tráfico la intensidad de la iluminación puede y debe ser claramente distinta entre el día y la noche. Durante el día debe dominar una intensidad relativamente alta para que incluso con una baja radiación solar se garantice un reconocimiento seguro del estado de la señal. Por el contrario, por la noche debe prestarse atención a que la intensidad luminosa no sea excesiva para impedir de una manera segura un deslumbramiento de los que circulan. El efecto atenuador descrito se puede utilizar aquí de manera ventajosa. Es ventajoso incluso detectar la intensidad dependiente de la situación lumínica real, por ejemplo con una célula fotoeléctrica, y adaptar en todo momento la intensidad lumínica necesaria de la instalación de señalización según esta información, por ejemplo automáticamente. Incluso durante el día, con una regulación de estas características sólo raramente se requiere un funcionamiento del equipo de señalización en el que se exija la máxima intensidad de la fuente luminosa. Así se puede aumentar aún más el ahorro energético citado anteriormente.

Los equipos de iluminación por LEDs son apropiados muy especialmente como lámparas de trabajo, especialmente allí donde es necesaria una luz relativamente intensa y relativamente orientada, y especialmente allí donde el calor adicional que generan las fuentes luminosas convencionales es extremadamente indeseable. En este contexto podemos citar especialmente las lámparas de dentistas, que son especialmente preferidas como equipos de iluminación por LEDs y especialmente alimentadas por el dispositivo según la presente invención y que son claramente superiores a las lámparas de trabajo empleadas a ahora.

Para los equipos de iluminación por LEDs es especialmente apropiada la tecnología de chip a bordo en que cada vez se emplea más, en la que los LEDs individuales sin caja propia están dispuestos sobre una placa de base y están recubiertos con una capa de silicio delgada. Así pueden preverse a aproximadamente 500 LEDs sobre una placa.

Las fuentes luminosas por LEDs explicadas en relación con los equipos de señalización del tráfico son apropiadas también para otras aplicaciones, como ya se ha expuesto anteriormente. Además, el circuito de suministro para alimentación de los LEDs empleado para equipos de señalización del tráfico según la presente invención es apropiado también para otras aplicaciones que fines de alumbrado, y especialmente allí donde, por diferentes motivos, no se desea la utilización de transformadores.

La presente invención y las configuraciones de la presente invención se explican con mayor detalle a continuación con la ayuda de ejemplos de realización representados gráficamente. Las figuras muestran lo siguiente:

la Fig. 1 ilustra esquemáticamente la configuración de una fuente luminosa por LEDs que sin embargo no está realizada según la patente, ya que sólo lleva una hilera de LEDs;

la Fig. 2 representa esquemáticamente la configuración de una forma de realización alternativa de la fuente luminosa por LEDs; y

la Fig. 3 ilustra esquemáticamente una fuente luminosa por LEDs con un dispositivo de suministro de corriente alternativo.

La Fig. 1 ilustra una fuente luminosa por LEDs 2 para un equipo de señalización del tráfico que presenta una pluralidad diodos fotoemisores (LEDs) 4 conectados uno detrás de otro, que están conectados en serie con una bobina 6. En paralelo con los LEDs y la bobina 6 hay un diodo de recuperación 8 dispuesto de tal manera que su sentido de paso es el opuesto al sentido de paso de los LEDs 4. En serie con los LEDs 4, la bobina 6 y el diodo de recuperación 8 en paralelo con éstos está previsto un interruptor electrónico rápido 10, que es gobernado por un generador de impulsos 12 con un tren de impulsos 14. Si en lugar de los LEDs 4 está previsto otro consumidor, como por ejemplo una lámpara halógena, que no presentan ningún sentido de paso definido, puede preverse adicionalmente un diodo de bloqueo en serie con el consumidor, para definir el sentido de paso del consumidor.

El interruptor electrónico rápido 10 propiamente dicho puede ser por ejemplo un transistor y especialmente un transistor MOSFET. Se ha puesto de manifiesto que son especialmente apropiados los MOSFET de canal-n ya que por una parte son baratos y por otra parte también pueden maniobrar más rápidamente que un MOSFET de canal-p con la misma carga eléctrica conectada. Y para evitar pérdidas, el interruptor electrónico rápido 10 debe presentar en estado de conducción sólo una resistencia muy reducida. Debe presentar además unos tiempos de conexión y desconexión especialmente cortos a fin de posibilitar un flanco de subida y de bajada del impulso de corriente muy escarpado.

El tipo especial y el número de LEDs 4 se elige en función de la aplicación que se pretenda. Los LEDs se suministran en colores muy variados y con las más variadas características del servicio. Entre ellos hay los denominados "LEDs de luz blanca" que proporcionan una luz blanca tal como normalmente se desea especialmente para algunos fines de iluminación.

Como diodo de recuperación es especialmente apropiado un diodo Schottsky debido a su alta velocidad de maniobra y a su baja tensión de paso. Pero básicamente también se pueden utilizar otros diodos, preferentemente los diodos de recuperación rápida.

En el circuito de corriente, convencionalmente la barra superior 16 se asigna al potencial alto, mientras que la barra inferior 18 se asigna al potencial de referencia o potencial de base, que por ejemplo se encuentra puesto a tierra.

El generador de impulsos 12 puede ser un componente usual, como el que se fabrica y se comercializa en grandes series de fabricación. Puede generar preferentemente un tren de impulsos que es modificable. A modo de ejemplo las longitudes de los impulsos 14 pueden ser variables, es decir, que es posible una modulación de la anchura del impulso. Alternativamente también es posible, con anchura de impulso o duración de impulso constante, variar la pausa entre los impulsos individuales. El generador de impulsos 12 dispone de una salida 20 para el tren de impulsos 14 y una denominada entrada de feedback 22, por mediación de la cual una señal característica para la intensidad que circula por los LEDs 4 accede al generador de impulsos 12. A este fin se encuentra una resistencia de medición de la intensidad total 24 entre la fuente 26 del interruptor electrónico rápido 10 y el potencial de base 18. La resistencia de medición de la intensidad total puede tener un diseño relativamente pequeño.

Para el suministro de corriente el generador de impulsos 12 está conectado a un divisor de tensión, que está compuesto por una resistencia simple 28 y un diodo Zener 30. El diodo Zener 30 provoca que al generador de impulsos 12 se le entregue una tensión prácticamente constante. A la izquierda de la línea a trazos de la figura 1 se muestra el circuito rectificador 32, que esencialmente está compuesto por un montaje en puente 34 usual y un condensador de alisamiento 36. A las entradas 38, 40 se les puede aplicar una tensión alterna, por ejemplo la tensión de red usual.

Durante el funcionamiento, el interruptor electrónico rápido 10 abre y cierra con una cadencia establecida por el tren de impulsos 14 que está conectado a la puerta 42 del interruptor electrónico rápido 10. Cuando el interruptor electrónico rápido 10 está cerrado, puede circular corriente desde el potencial alto 16 pasando por los LEDs 4 y la bobina 6, a través del interruptor electrónico rápido 10 a el potencial de base 18. Cuando esto ocurre se carga la bobina 6 y forma un campo magnético. Cuando se abre el interruptor electrónico rápido 10, es decir, que se interrumpe la circulación de corriente, entonces la bobina 6 cargada provoca que continúe la circulación de corriente, y la corriente circula por el diodo de recuperación 8 volviendo al potencial alto. Por consiguiente de un modo general la circulación de corriente se mantiene en este circuito a que los consumidores han absorbido la energía del circuito, es decir, a que se ha consumido la energía almacenada en el campo magnético de la bobina 6. Cuando se vuelve a cerrar el interruptor electrónico rápido 10, empieza a circular de nuevo la corriente a través de los LEDs 4, la bobina 6 y el interruptor electrónico rápido 10 desde el potencial alto 16 a el potencial de base 18, y la bobina 6 se vuelve a cargar.

En la Fig. 2 se ilustra un ejemplo de realización alternativo. Se puede observar que están previstos conectados en paralelo entre sí múltiples hileras 44, 46, 48 de LEDs 4. En el ejemplo de realización que se ilustra va asociada una bobina 6 común a todas las filas 44, 46, 48 de LEDs 4. En contraposición a una forma de realización con una bobina 6 por cada fila 44, 46, 48 de LEDs 4, una configuración de estas características presenta múltiples ventajas. Gracias al ahorro de las caras bobinas 6 es claramente más favorable y en la práctica se puede construir también más pequeña. Además, en el ejemplo de realización que se ilustra para cada fila 44, 46, 48 está prevista su propia resistencia de medición de la corriente parcial 50. Además, la configuración del esquema de circuitos según esta figura es relativamente la configuración según la figura 1. Como en la figura 1, también está prevista una resistencia de medición de la intensidad total 24, pero que si se desea también se puede prescindir de ella. Se puede observar cómo desde cada una de las resistencias de medición de la corriente parcial 50 se conduce una línea de información 52 a el generador de impulsos 12. El generador de impulsos 12 recibe por consiguiente de cada fila individual de LEDs una información sobre la circulación de corriente que pasa por los LEDs. Esto posibilita que cuando falla por ejemplo un LED en una fila, que impide completamente una circulación de corriente por esta fila, se mantenga la circulación de corriente óptima por el generador de impulsos 12 para las filas restantes de LEDs 4. El generador de impulsos 12 dispone para ello o bien integrado o bien como componente separado un dispositivo de evaluación, por ejemplo en forma de un circuito integrado. Este circuito integrado puede estar configurado al mismo tiempo de tal manera que por ejemplo produzca una señal de fallo en el caso de que una de las filas de electrodos haya fallado. Por ejemplo esta señal de defecto se puede graduar o modular de tal manera que varíe la intensidad del defecto según que hayan fallado una o más filas. La señal de defecto la puede reconocer por ejemplo un montador al efectuar un control rutinario. Pero también puede enviarse por ejemplo mediante una línea de transmisión de datos a un puesto de vigilancia central. Un "mantenimiento a distancia" de estas características permite, especialmente en los equipos de señalización del tráfico dichos como los semáforos, un considerable ahorro de los costes de mantenimiento corrientes.

Debe señalarse que los LEDs que forman parte de una fila 44, 46, 48 no tienen porque estar dispuestos conectados en serie entre sí en el lado de la iluminación, es decir, en la disposición de lámparas más bien puede ser más favorable que los LEDs 4 de una fila 44, 46, 48 estén repartidos aleatoriamente dentro de la disposición global de los LEDs individuales, de tal manera que el fallo de una fila eléctrica individual en la fuente luminosa por LEDs no sea fácilmente observable por el observador.

En la Fig. 3 se ilustra el esquema de conexiones de una fuente luminosa 144 según la presente invención, que está configurada empleando un dispositivo de suministro de corriente según la presente invención alternativo. El campo luminoso 146 de la fuente luminosa 144 está compuesto por una pluralidad de LEDs 148 individuales, que están dispuestos en cinco filas en total paralelas entre sí. Básicamente, el dispositivo según la figura 3 se corresponde esencialmente con el correspondiente dispositivo de la figura 1 ó 2. Consecuentemente referencias idénticas identifican los mismos componentes o componentes y características que se corresponden entre sí. Se puede observar especialmente en la parte superior izquierda, el circuito rectificador 32, y más en el lado derecho la bobina 6, el interruptor electrónico rápido 10, el diodo de recuperación 8 así como la resistencia de medición 24. También se representan el generador de impulsos 12 con la salida 20, por mediación de la cual se aplica el tren de impulsos 14 a la puerta 42 del interruptor electrónico rápido 10, y la entrada de feedback 22. Entre la salida 20 y la puerta 42 se representa con línea a trazos un circuito de excitación 150 con el que se genera una corriente grande para vencer una capacidad de entrada del interruptor electrónico rápido 10. Asimismo, con líneas a trazos se representa un amplificador operacional 152 que genera y suministra la señal de feedback propiamente dicha al generador de impulsos 12. En lugar del amplificador operacional 152, puede emplearse ventajosamente para la separación de potencial también un optoacoplador lineal.

En serie con el consumidor, es decir con el campo de diodos 146, se ilustra una conexión 154, que pasando por un circuito regulador de tensión 158 está conectada a la entrada de suministro de corriente 56 del generador de impulsos.

Aquí radica la diferencia esencial del presente circuito en comparación con el circuito de la figura 1 ó 2. Si se emplea el esquema de circuitos de la figura 1 ó 2 para alimentar al campo de diodos fotoemisores 146, entonces las pérdidas en la resistencia 28 del divisor de tensión son casi tan grandes como el consumo de corriente de todo el campo de diodos fotoemisores 146. Ciertamente el esquema de circuitos global sigue presentando un rendimiento de la producción de luz extraordinariamente bueno. Pero este rendimiento extraordinariamente bueno se puede aún mejorar evitando estas pérdidas puras en la resistencia 28. En la figura 3 este problema se resuelve haciendo que la entrada del suministro de corriente para el generador de impulsos 12 en lugar de hacerlo desde el potencial superior 16 al circuito serie compuesto por el consumidor 146, resistencia de medición 24, bobina 6 e interruptor electrónico rápido 10 esté conectada en la conexión 154. Entonces, el circuito regulador de tensión 158 presenta un condensador de desacoplamiento 160, un diodo de nivel 162, un diodo rectificador 64 así como un condensador de alisamiento 166, que están intercalados antes de un circuito integrado regulador de tensión 168.

La salida del circuito integrado regulador de tensión está conectada a una barra de la tensión de orientación 170, desde la que por una parte se alimenta el generador de impulsos 12 a través de la entrada del suministro de corriente 156, pero a través de la que también, como se describe a continuación, se alimenta por ejemplo el amplificador operacional del circuito amplificador operacional 152.

El circuito amplificador operacional 152 presenta como componente principal el amplificador operacional 172. En la línea que conduce al amplificador operacional 172 se encuentran los divisores de tensión 174, 176. Además, en una de las líneas hay un condensador 178 que actúa como condensador de integración o de alisamiento 178. Una misión parecida cumple también el condensador 180. Para evitar oscilaciones parasitarias del amplificador operacional 170 se emplea otro condensador 182.

Existen múltiples posibilidades distintas para hacer funcionar el dispositivo de suministro de corriente 2 descrito. Por una parte puede ser favorable suministrar una corriente lo más constante posible a los LEDs 4 y a la salida del consumidor. En el extremo opuesto hay un funcionamiento pulsatorio del consumidor con impulsos de corriente, volviendo a 0 la corriente entre cada uno de los impulsos individuales. Mediante la correspondiente elección de los elementos funcionales se puede conseguir cada uno de los dos modos de funcionamiento. Además, el modo de funcionamiento se puede elegir también mediante el generador de impulsos 12, es decir, la anchura de los impulsos individuales, la longitud de las pausas de los impulsos y la relación duración - periodo. Puede resultar favorable que para este fin en el circuito de corriente de la salida del consumidor 4, de la bobina 6 y del diodo de recuperación 8 esté prevista una resistencia de medición adicional y en ésta tomar una magnitud característica de la corriente en este circuito. Esta tensión se puede entregar a un circuito lógico y modular correspondientemente al generador de impulsos 12. Este tipo de vigilancia de la circulación de corriente a través de la salida del consumidor presenta la ventaja especial de que una corriente muy definida se puede entregar al consumidor, que se puede mantener de forma segura dentro de un margen muy determinado o de un nivel muy determinado. Algunos consumidores que necesitan un suministro de corriente muy definido, se pueden alimentar de esta manera de una forma fiable y especialmente buena, lo que hace aumentar claramente la seguridad del servicio y la vida útil de dichos aparatos.

Normalmente se elige un modo de funcionamiento en el que la corriente en el consumidor al conectar el interruptor sube a un valor máximo, y luego vuelve a caer, antes de que previamente a alcanzarse la línea de 0 el interruptor vuelve a abrir y la corriente en el consumidor vuelve a subir. Así la corriente oscila esencialmente con la frecuencia con la que se activa el interruptor electrónico rápido 10, siendo la amplitud de la modulación el valor medio de la intensidad de servicio necesaria del consumidor.

El dispositivo de suministro de corriente 2 puede preverse como una fuente de alimentación separada. Pero también puede integrarse bien en los aparatos electrónicos por ejemplo en sus cajas. Especialmente allí donde los consumidores se hacen funcionar con la red de suministro público, es favorable que en el dispositivo de suministro de corriente 2 esté integrado el circuito rectificador 32.

Claims

1. Fuente luminosa por LEDs (2), que comprende:

(a): una entrada (38, 40) para conectar una fuente de corriente;

(b): además, al nivel de potencial entre el potencial superior (16) y el potencial de base (18):

-: una hilera de una pluralidad de LEDs (4) conectados en serie;

-: una bobina (6), que está prevista en serie con los LEDs (4);

-: un diodo de recuperación, que está previsto en paralelo con los LEDs (4) y la bobina (6) y su sentido de paso es el opuesto al sentido de paso de los LEDs (4);

-: y un interruptor electrónico rápido (10) que está conectado en serie con los LEDs (4), la bobina (6) y con el diodo de recuperación (8) que está en paralelo con los LEDs (4) y la bobina (6);

(c): y un generador de impulsos (12), que está conectado al interruptor electrónico rápido (10) y genera impulsos que abren y cierran el interruptor electrónico rápido (10)

caracterizada porque,

(d): están previstas varias hileras (44, 46, 48) conectadas en paralelo, que respectivamente contienen varios LEDs (4) conectados en serie;

(e): porque está prevista una bobina común (6) para las hileras (44, 46, 48) de LEDs (4);

(f): y porque el generador de impulsos (12) es un modulador de ancho de impulsosen forma de un componente integrado o un modulador de frecuencia en forma de un componente integrado.

2. Fuente luminosa (2) según la reivindicación 1, caracterizada porque el generador de impulsos (12) está configurado de tal manera que en función de una magnitud característica de la corriente que circula por los LEDs (4) está en situación de suministrar diferentes trenes de impulsos (14) al interruptor electrónico rápido (10), a fin de mantener el valor medio de la corriente que pasa por los LEDs (4) dentro de un rango constante.

3. Fuente luminosa (2) según la reivindicación 2, caracterizada porque en serie con el interruptor electrónico rápido (10), la bobina (6) y los LEDs (4) está prevista una resistencia de medición de la corriente total (24), mediante la cual se mide la corriente que pasa por los LEDs (4).

4. Fuente luminosa (2) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque una resistencia de medición de la corriente parcial (50) está dispuesta en serie con por lo menos una de las hileras de LEDs (44, 46, 48).

5. Fuente luminosa (2) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 caracterizada porque el generador de impulsos (12) está conectado al potencial alto (16) y al potencial de base (18).

6. Fuente luminosa (2) según la reivindicación 5, caracterizada porque entre el potencial alto (16) y el potencial de base (18) está previsto un divisor de tensión con un diodo de estabilización (30) previsto en paralelo con el generador de impulsos (12) para producir una tensión de suministro prácticamente constante para el generador de impulsos
(12).

7. Fuente luminosa (2) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el generador de impulsos (12) presenta una entrada para el suministro de corriente (156), que está conectada a la conexión en serie de la salida de los LEDs (4) y la bobina (6).

8. Fuente luminosa (2) según la reivindicación 7, caracterizada porque intercalado antes de la entrada del suministro de corriente (156) del generador de impulsos (12) está conectado un circuito regulador de tensión (158).

9. Fuente luminosa (2) según la reivindicación 8, caracterizada porque el circuito regulador de tensión (158) presenta un condensador de desacoplamiento (160).

10. Fuente luminosa (2) según la reivindicación 8 ó 9, caracterizada porque el circuito regulador de tensión (158) presenta un rectificador de tensión (164).

11. Fuente luminosa (2) según la reivindicación 10, caracterizada porque el circuito regulador de tensión (158) presenta un diodo de nivel (162) conectado antes del rectificador de tensión (162).

12. Fuente luminosa (2) según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, caracterizada porque el circuito regulador de tensión (158) presenta un circuito integrado regulador de tensión (168).

13. Fuente luminosa (2) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque está prevista para la conexión a la red del suministro público y porque presenta un circuito rectificador (32), cuyas salidas forman el potencial alto (16) y el potencial de base (18).

14. Fuente luminosa (2) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizada porque el generador de impulsos (12) está concebido de tal manera que la frecuencia de repetición de los impulsos es mayor de 130 Hz, preferentemente mayor de 400 Hz, más preferentemente mayor de 1 kHz, aún más preferentemente mayor de 10kHz, y muy especialmente preferentemente mayor de 1 MHz.

15. Fuente luminosa (2) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizada porque el generador de impulsos 12 está concebido de modo que sea regulable, de tal manera que modificando el tren de impulsos (14) se pueda variar la intensidad de la luz.

16. Fuente luminosa (2) según la reivindicación 15, caracterizada porque el generador de impulsos (12) es regulable automáticamente según la situación lumínica dominante.

17. Fuente luminosa (2) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, que se caracteriza porque está prevista una base de fijación usual para utilizarse con un casquillo de fijación usual para fuentes luminosas.

18. Fuente luminosa (2) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizada porque para múltiples hileras de LEDs conectadas en paralelo está prevista una bobina común para (6) a todas ellas y un diodo de recuperación (8) común a todas ellas.

19. Equipo de señalización de tráfico, caracterizado porque presenta por lo menos una fuente luminosa por LEDs (2) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18.