ES2864770T3 - Circuito de iluminación, en particular, con fuentes de luz LED - Google Patents

Circuito de iluminación, en particular, con fuentes de luz LED Download PDF

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Andrea Englaro
Stefano Marchesin
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Abstract

Circuito de iluminación, en particular, para una luz de vehículo de motor, que comprende: - al menos una primera fuente de luz (12) del tipo LED, definida por una primera selección de tensión, en el que la selección de tensión para un LED indica un intervalo de tensión dentro del cual se encuentra la característica de tensión de unión cuando se alimenta el LED con su corriente nominal, adaptándose dicha primera fuente de luz para accionarse por una primera corriente de accionamiento; - al menos una segunda fuente de luz (12) del tipo LED, definida por una segunda selección de tensión y adaptada para accionarse por una segunda corriente de accionamiento; caracterizado porque comprende además: - un primer circuito de selección (14) adaptado para identificar dicha primera selección de tensión, - un segundo circuito de selección (14) adaptado para identificar dicha segunda selección de tensión, y - una unidad de control electrónico (100) conectada de manera operativa a dichos circuitos de selección primero y segundo (14) y configurada para detectar el valor de una cantidad eléctrica cuyo valor está asociado a la selección de tensión con el fin de identificar cuál de las fuentes de luz primera y segunda tiene la selección de tensión más alta, y para regular la corriente de accionamiento absorbida por la fuente de luz definida por la selección de tensión más baja, de modo que dicha corriente de accionamiento sigue con una relación constante la tendencia de la corriente de accionamiento absorbida por la fuente de luz definida por la selección de tensión más alta, tomándose como referencia esta última, en el que cada circuito de selección (14) comprende al menos un elemento de circuito de selección definido por una cantidad eléctrica de selección que tiene uno de una pluralidad de niveles predefinidos de cantidad eléctrica al que corresponde el mismo número de niveles de selección de tensión de las fuentes de luz.

Description

DESCRIPCIÓN
Circuito de iluminación, en particular, con fuentes de luz LED
La presente invención se refiere a un circuito de iluminación, en particular, con fuentes de luz LED, para fabricar luces de vehículo.
Tal como se conoce, los fabricantes suministran algunas fuentes de luz, LED en particular, clasificadas según su selección o categoría de tensión y/o flujo, tal como se denomina también. Se entiende que selección de tensión significa un intervalo de tensión dentro del cual se encuentra la característica de tensión de unión de una categoría, obtenida suministrando a los LED su corriente nominal. Una fuente de luz que tiene una determinada selección de flujo significa que la fuente, cuando se acciona a una tensión nominal, emite un flujo luminoso variable solo dentro de un intervalo predefinido específico y limitado.
En algunas aplicaciones, por ejemplo, en iluminación LED para luces de vehículos, las fuentes de luz LED del circuito de iluminación se colocan, en general, en placas de circuito de iluminación electrónico independientes. Con el fin de que las placas de circuito de iluminación electrónico tengan el mismo comportamiento eléctrico y fotométrico en todo el intervalo de funcionamiento de las tensiones de alimentación, el circuito de iluminación debe incluir placas de circuito de iluminación que se ajusten a fuentes de luz que tienen la misma selección de tensión y flujo.
Desde un punto de vista práctico, este requisito implica conectar las placas de circuito con una conexión mecánica, que se realiza durante el procedimiento de soldadura SMT de los componentes eléctricos a las placas de circuito. Sin embargo, esto impone restricciones y limitaciones en cuanto a la posición geométrica relativa de las placas de circuito, que deben ensamblarse de manera simultánea y, por tanto, deben cumplir con determinadas restricciones impuestas por la instalación eléctrica y la colocación, restricciones durante el montaje en cadena de la luz, así como costes materiales y del procedimiento, porque debe proporcionarse un procedimiento de soldadura selectiva para la conexión por soldadura mecánica de las placas de circuito. El documento US 2011/109231 A1 da a conocer un circuito de control de corriente LED que incluye una unidad de ajuste de corriente, una unidad de detección, y se proporciona una unidad de control de corriente. La unidad de ajuste de corriente tiene un extremo de control de corriente acoplado a una cadena de LED para determinar la cantidad de corriente que fluye a través de la cadena de LED según una señal de control de corriente. La unidad de detección detecta el extremo de control de corriente y determina si genera una señal de protección según un valor de tensión de protección. La unidad de control de corriente genera la señal de control de corriente para controlar la cantidad de corriente que fluye a través de la cadena de LED y determina si detiene la corriente que fluye a través de la cadena de LED según la señal de protección. Se conoce otro circuito de control de corriente lEd a partir del documento US 2012/176048 A1. Como resultado, se considera en gran medida la necesidad de tener mayor flexibilidad en la producción de las placas de circuito electrónico y menor dificultad en el montaje en cadena de la luz.
El objeto de la presente invención es, por tanto, satisfacer tal requisito.
En particular, un objeto principal de la invención es permitir la realización de un circuito de iluminación que tiene fuentes de luz con diferentes selecciones de tensión y flujo.
Dichos objetos se consiguen por un circuito de iluminación según la reivindicación 1, por una placa de circuito de control electrónico según la reivindicación 13, por una placa de circuito de iluminación según la reivindicación 17 y por un método de accionamiento de fuentes de iluminación LED según la reivindicación 20.
Características y ventajas adicionales de la invención podrán comprenderse más claramente a partir de la descripción dada a continuación de sus realizaciones preferidas, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que: - la figura 1 es un diagrama de bloques del circuito de iluminación según la invención;
- la figura 2 es un diagrama de bloques del circuito de iluminación según la invención, en una realización;
- la figura 3 es un diagrama de bloques de una parte del circuito de iluminación, en una variante de realización; - la figura 4 es un diagrama de bloques del circuito de iluminación según la invención, en una realización adicional; - la figura 5 es un diagrama de bloques del circuito de iluminación en una variante de realización en comparación con el circuito en la figura 4; y
- la figura 6 es un diagrama de bloques del circuito comparador para un circuito de accionamiento de placas de circuito de iluminación que tiene diferentes funciones.
En la siguiente descripción, el término "conectado" se refiere tanto a una conexión eléctrica directa entre dos circuitos o elementos de circuito como a una conexión indirecta por medio de uno o más elementos intermedios activos o pasivos. El término "circuito" puede indicar o bien un único componente o bien una pluralidad de componentes, activos y/o pasivos, conectados entre sí para conseguir una función predefinida. Además, donde puede usarse un transistor bipolar (BJT) o un transistor de efecto de campo (FET), el significado de los términos "base", "colector", "emisor" comprende los términos "compuerta", "desagüe" y "fuente" y viceversa. A menos que se indique lo contrario, por último, pueden usarse transistores de tipo NPN en lugar de transistores PNP y viceversa.
En una realización general, se muestra el circuito de iluminación según la presente invención en el diagrama de bloques en la figura 1. Dicho circuito comprende al menos dos placas de circuito de iluminación electrónico 10, generalmente pero no necesariamente, separadas entre sí, comprendiendo cada una al menos una fuente de luz 12, particularmente del tipo LED. Las placas de circuito de iluminación electrónico están controladas por una unidad de control electrónico 100, que puede montarse en su propia placa de circuito de control electrónico 110, tal como en el ejemplo mostrado, o en una de las placas de circuito de iluminación electrónico 10.
Meramente con el fin de simplificar la descripción a continuación, se supondrá que el circuito de iluminación comprende una placa de circuito de iluminación primera y segunda 10. Sin embargo, será evidente para un experto en la técnica que la invención puede extenderse a un mayor número de placas de circuito de iluminación electrónico 10.
La al menos una fuente de luz 12 de la primera placa de circuito de iluminación se define por una primera selección de tensión y es susceptible de accionarse por una primera corriente de accionamiento 11; la al menos una fuente de luz 12 de la segunda placa de circuito de iluminación se define por una segunda selección de tensión y es susceptible de accionarse por una segunda corriente de accionamiento 12. A pesar de la invención que se expone para resolver el problema de accionamiento de fuentes de luz con diferentes selecciones de tensión, tal como serán evidentes a partir del resto de la descripción, la invención también puede aplicarse en el caso de las mismas selecciones de tensión. En consecuencia, la primera selección de tensión es generalmente diferente de la segunda selección de tensión, pero el caso en el que la primera selección de tensión y la segunda selección de tensión son las mismas no se excluye.
La idea detrás de la presente invención es hacer que la unidad de control electrónico 100 detecte el valor de dichas selecciones de tensión, identifique la más alta y regule la corriente absorbida por la fuente de luz definida por la selección de tensión más baja de modo que dicha corriente de accionamiento sigue con una relación constante la tendencia de la corriente de accionamiento absorbida por la fuente de luz definida por la selección de tensión más alta, tomándose esta última como referencia.
En particular, si las fuentes de luz 12 tienen la misma selección de flujo, esto es, generan el mismo flujo luminoso cuando las atraviesa la misma corriente, entonces dicha relación constante es igual a uno. Dicho de otro modo, la corriente de accionamiento de la placa de circuito de iluminación con la selección de tensión más baja se regula con el fin de ser igual a la corriente de accionamiento de la placa de circuito de iluminación con la selección de tensión más alta. En la práctica, la corriente absorbida por las fuentes de luz con la selección de tensión más baja, que sería mayor que la de las fuentes de luz con la selección más alta, se disminuye con el fin de coincidir con esta última. Dicho de aún otro modo, las características de corriente en función de la tensión de las placas de circuito de iluminación llegan a superponerse.
En el caso en el que la selección de flujo de las fuentes de luz de una placa de circuito de iluminación es diferente de la selección de flujo de las fuentes de luz de otra placa de circuito de iluminación, a una tensión de alimentación nominal se obtiene el mismo flujo luminoso con una relación específica K entre las corrientes de accionamiento (I2/I1=K). De esta forma, para resolver el problema de la existencia del mismo flujo luminoso en todo el intervalo de tensiones de alimentación, el circuito según la invención actúa con el fin de regular la corriente de accionamiento de la placa de circuito de iluminación con la selección de tensión más baja de modo que su relación respecto a la corriente de referencia es siempre constante e igual al valor K calculado a la tensión nominal.
En consecuencia, para realizar la misma función, por ejemplo, la misma luz de una luz de vehículo, pueden usarse placas de circuito de iluminación que vienen de paneles de diferentes placas de circuito, fabricadas en diferentes momentos y que tienen diferentes categorías y selecciones de tensión.
En el caso de fuentes LED, existen cuatro categorías de tensión, denominadas 3A, 3B, 4A, 4B en el caso de LED rojos, en un intervalo de tensión total de desde 1,9V hasta 2,5V. Cada categoría de tensión varía en un subintervalo de 150 mV. Por ejemplo, la selección de tensión 3A está en un intervalo de desde 1,9 hasta 2,05 V.
En consecuencia, gracias al circuito de iluminación según la invención, pueden usarse placas de circuito de iluminación que tienen fuentes de luz con una primera selección de tensión, por ejemplo, 3A, junto con placas de circuito de iluminación que tienen fuentes de luz con una segunda selección de tensión, por ejemplo, 4B. La corriente de accionamiento absorbida por la primera placa de circuito de iluminación se regula, esto es, se disminuye, con el fin de seguir la corriente de accionamiento absorbida por la segunda placa de circuito de iluminación. A pesar de tener fuentes de luz con diferentes características, las dos placas de circuito de iluminación están controladas con el fin de tener el mismo comportamiento fotométrico.
Más específicamente, cada placa de circuito de iluminación electrónico 10 puede comprender, tal como en el ejemplo mostrado, un respectivo medio de corriente de accionamiento 20 adecuado para imponer una corriente de accionamiento de la respectiva fuente de luz 12 (o de las respectivas fuentes de luz, por ejemplo, en el caso de LED).
Además, cada placa de circuito de iluminación 10 está dotada de un respectivo circuito de selección 14 adecuado para identificar el valor de la respectiva selección de tensión. La unidad de control electrónico 100 detecta las selecciones de tensión gracias a dichos circuitos de selección 14.
Cada circuito de selección 14 comprende al menos un elemento de circuito de selección definido por una selección de cantidad eléctrica que tiene uno de una pluralidad de niveles predefinidos de cantidad eléctrica a los que corresponde el mismo número de niveles de selección de tensión de las fuentes de luz.
En una realización preferida, dichos medios de selección de circuito comprenden una selección de resistor R_SEL que tiene un valor de resistencia elegido de una pluralidad de valores de resistencia predefinidos. Por ejemplo, en el caso de cuatro selecciones de tensión posibles, cada placa de circuito de iluminación montará una de: una impedancia baja, una impedancia alta y dos resistores de valor de impedancia intermedia, separados de manera apropiada entre sí.
Cada placa de circuito de iluminación electrónico puede comprender, además, un circuito de detección 130, que incluye medios de circuito adecuados para detectar una cantidad eléctrica de accionamiento de las fuentes de luz, por ejemplo, la corriente de accionamiento, cuando se alimenta con una tensión de alimentación. Obviamente, en una realización adicional de la invención, la unidad de control electrónico 100 puede comprender al menos un circuito de detección 130 en relación con una placa de circuito de iluminación electrónico 10.
La unidad de control electrónico 100 comprende un circuito comparador 120, que comprende medios de circuito adecuados para comparar dichas cantidades eléctricas de selección, o cantidades eléctricas obtenibles a partir de dichas cantidades eléctricas de selección, con el fin de identificar, basándose en tal comparación, la placa de circuito de iluminación que tiene la al menos una fuente de luz con la selección de tensión más alta.
La unidad de control electrónico puede comprender, además, un circuito de regulación 140 que comprende, para cada una de las placas de circuito de iluminación electrónico, medios de regulación de circuito adecuados para controlar el respectivo medio de corriente de accionamiento 20 de tal manera que la corriente de accionamiento de la placa de circuito de iluminación con la selección de tensión más baja sigue a la corriente de accionamiento de la placa de circuito de iluminación con la selección de tensión más alta con una relación constante. Obviamente, en una realización adicional de la invención, al menos una placa de circuito de iluminación electrónico 10 puede comprender el respectivo medio de regulación de circuito de modo que el circuito de regulación 140 se implementa en la placa de circuito de iluminación electrónico.
Dicho circuito comparador 120 está conectado a dicho medio accionador de corriente 20 y a dicho medio de regulación 140 de tal manera que el circuito de iluminación con la selección de tensión más alta está accionado por el circuito comparador 120 con una corriente de accionamiento de referencia, y la corriente de accionamiento de la otra placa de circuito de iluminación se regula por el respectivo medio de regulación de circuito 140 con el fin de seguir dicha corriente de referencia con una relación constante.
Con referencia ahora al diagrama del circuito en la figura 2, se describirá un ejemplo de implementación práctica de la invención a continuación. En particular, dicho diagrama de circuito se refiere a placas de circuito de iluminación 10 con 12 LED que comprenden al menos una fuente de luz del tipo LED con un tipo de accionador basado en el uso de un resistor, conocido como resistor de bin, R_BIN_1; R_BIN_2, adecuado para imponer una corriente de accionamiento absorbida por el al menos un LED. Tal diagrama de placa de circuito de iluminación también se conoce como un circuito de resistores y LED.
En este caso, el circuito de detección 130 detecta la corriente de accionamiento y preferiblemente pero no necesariamente usa el resistor de bin R_BIN. En particular, el circuito de detección 130 traslada la tensión en los extremos del resistor de bin R_BIN_1; R_BIN_2 hasta una corriente proporcional Is_1; Is_2.
Cabe observar que el circuito de detección 130, descrito en el presente documento como que pertenece a la placa de circuito de iluminación 10, también podría colocarse en la placa de circuito de control 110. De la misma forma, el circuito de regulación 140 puede colocarse o bien en la placa de circuito de iluminación o bien en la unidad de control electrónico.
Volviendo ahora al circuito de detección 130, en una realización práctica puede implementarse con el circuito en la figura 2. Un análisis del circuito muestra que en el borne Is_1; Is_2 está presente una corriente Is proporcional a la tensión en los extremos del resistor de bin R_BIN y, por tanto, a la corriente de accionamiento de las fuentes de luz.
Pasando ahora a describir la unidad de control electrónico 100, tal como se dijo anteriormente, está dotada de medios de circuito adecuados para establecer cuál de las placas de circuito de iluminación tiene la selección de tensión más alta. Para realizar tal función, se proporciona un circuito comparador 120 que compara cantidades eléctricas correlacionadas con los resistores de selección R_SEL de las placas de circuito de iluminación, preferiblemente caídas de tensión V1; V2 generadas por tales resistores. Para obtener las caídas de tensión V1; V2 para la comparación, la implementación del circuito mostrada en la figura 2 usa un divisor de tensión para cada placa de circuito de iluminación. En consecuencia, los bornes de entrada de corriente V_1 y V_2 del circuito comparador están en respectivos valores de tensión V1; V2 medidos en los extremos de los resistores R15, R16, iguales entre sí, que forman los divisores de tensión con los resistores de selección RSEL_1 y RSEL2.
En la realización mostrada en la figura 2, el circuito comparador 120 es sustancialmente un amplificador diferencial que funciona tal como sigue:
Se supone que V1>V2. Al elegir de manera apropiada los resistores de selección, de modo que la diferencia de tensión entre V1 y V2 es tal como para bloquear el transistor Q1 en cuya base está presente V2 , la tensión VD en los extremos del resistor R6 se vuelve mayor que V2 y, por tanto, dicho transistor Q1 está apagado. Esto implica que el transistor de tipo PNP Q5, cuya base está conectada al colector de Q1, también se bloquea y no circula corriente en toda la derivación del comparador en relación con V2. A la inversa, el transistor Q12 en cuya base está presente V1 está en saturación o en zona lineal, esto es, encendido, y también enciende el transistor de tipo PNP Q8 cuya base está conectada al transistor Q12.
Dicho de otro modo, dependiendo del valor de V1 y V2 , el amplificador diferencial se mueve a un lado y al otro y hace circular corriente en solo uno de los bornes de salida CTRL_1, CTRL_2
En una realización preferida del circuito de iluminación, se evita el caso de V1=V2 con el fin de simplificar el circuito comparador que necesita diferenciar solo dos situaciones en lugar de tres. Para hacerlo, las placas de circuito de iluminación con las mismas selecciones de tensión montan resistores de selección ligeramente diferentes.
Por ejemplo, dos placas de circuito de iluminación con selección de tensión 3A tendrán respectivamente un resistor de 0 ohm y un resistor de 1 kohm. En consecuencia, el circuito comparador siempre detectará una tensión V1 o V2 más alta que la otra.
Pasando ahora a la descripción del circuito de regulación 140 ilustrado en la figura 2, los bornes de salida CTRL_1 y CTRL-2 del circuito comparador están conectados a respectivos bornes de emisor de transistor Q6 y Q2 cuya base está conectada a la salida de un respectivo amplificador de operación U2, U1 del circuito de regulación. En los bornes de entrada de corriente de cada amplificador de operación, se llevan la realimentación1 y la realimentación2 de dos señales de tensión derivadas de las corrientes de salida IS_1, IS_2 de los circuitos de detección de corriente, dichas señales de tensión que se obtienen de la respectiva corriente, por ejemplo, por medio de resistores de entrada R14, R19.
El circuito de regulación ilustrado en la figura 2 comprende, por tanto, dos circuitos de realimentación independientes 140', 140" basados cada uno en un respectivo amplificador de operación U1, U2. Tales circuitos funcionan en exclusión mutua porque los respectivos amplificadores de operación U1, U2 tienen en sus respectivas entradas de inversión y no inversión, la realimentación1 y la realimentación2 de las señales respectivamente invertidas.
Además, el circuito de regulación incluye un medio accionador, tal como un conmutador de accionamiento 20, por ejemplo, un transistor NPN, para cada placa de circuito de iluminación. Tal medio accionador acciona una respectiva corriente de accionamiento en la al menos una fuente de luz del tipo LED de una placa de circuito de iluminación, con el fin de ajustarse a la corriente de accionamiento en al menos una fuente de luz del tipo LED de la otra placa de circuito de iluminación tomada como referencia, tal como se explica adicionalmente a continuación.
Cada circuito de realimentación forma un bucle de realimentación que comprende el borne de salida del amplificador de operación U1; U2, la base del transistor de salida Q2; Q6, el emisor de dicho transistor de salida y la base del transistor de accionamiento Q7; Q11.
El circuito de iluminación según la invención está hecho de tal manera que el amplificador de operación del circuito de regulación que debería regular la placa de circuito de iluminación con la selección de tensión más alta, que actúa como referencia, no puede cerrar la realimentación. Dicho de otro modo, tal amplificador de operación no puede cerrar el bucle para realizar una realimentación negativa y, en consecuencia, tendrá una de sus salidas CTRL_1 o CTRL_2 indeterminada o, en cualquier caso, no útil para controlar el respectivo transistor de accionamiento.
El circuito comparador 120 actúa de una manera complementaria al circuito de regulación. En particular, el lado del circuito comparador que provocó el estado indeterminado del respectivo circuito de realimentación del circuito de regulación tiene una salida adecuada para enviar el transistor de accionamiento de la respectiva placa de circuito de iluminación 20 en saturación, identificando por tanto la placa de circuito que actuará como referencia.
Viceversa, la salida del circuito comparador en la que no circula corriente es adecuada para controlar el respectivo circuito de realimentación de modo que sea capaz de cerrar la realimentación. El circuito de accionamiento 20 se regula entonces de modo que el respectivo circuito de detección proporciona una señal de salida que, llevada a la entrada del respectivo amplificador de operación, cierra el bucle de realimentación. Dicho de otro modo, tal amplificador de operación, basándose en la realimentación1 y la realimentación2 de sus entradas, proporciona una señal de salida adecuada para hacer dichas entradas iguales.
Queda claro a partir de la descripción que la placa de circuito de iluminación con la selección más alta de todas las categorías de tensión posibles siempre será una placa de circuito de referencia; de manera similar, la placa de circuito de iluminación con la selección de tensión más baja de todas las categorías de tensión posibles siempre estará regulada. En consecuencia, durante la etapa de ensamblaje de las placas de circuito de iluminación con las selecciones de tensión extremas, por ejemplo, 3A y 4B para los LED rojos, puede evitarse el ensamblaje de algunos componentes.
Por ejemplo, en presencia de una placa de circuito de iluminación con la selección de tensión más alta, no es necesario montar la respectiva parte del circuito de regulación, esto es, el medio accionador, por ejemplo, el conmutador de accionamiento 20. De hecho, dado que el conmutador de accionamiento 20 siempre funcionará en saturación, puede sustituirse por un puente conector sencillo y económico a 0 ohm.
Además, si la placa de circuito de iluminación con una selección de tensión extrema se integra en la placa de circuito de control electrónico, el circuito comparador no necesita montarse, porque ya se conoce cuál es la placa de circuito que debe regularse y cuál es la placa de circuito de referencia.
Lo anterior, con referencia al diagrama del circuito en la figura 2, fue en relación con un circuito de accionamiento LED de los tipos de resistores y LED.
La invención se describirá ahora aplicada al tipo de accionamiento LED con regulación de corriente. En particular, solo se describirán los circuitos diferentes del caso anterior.
En una realización preferida de tal circuito regulado por corriente, los medios accionadores de cada placa de circuito de iluminación están compuestos de un dispositivo integrado, conocido como un accionador LED integrado. De manera funcional, el accionador LED integrado lee la corriente que lo cruza y la compara con una cantidad eléctrica de referencia que el accionador genera internamente y que puede ser tensión o una corriente. De manera externa al accionador, para establecer la corriente de salida final, se conecta un componente eléctrico, por ejemplo, un resistor. Si, por ejemplo, el accionador integrado por LED genera una corriente eléctrica de referencia, tal corriente se hace pasar a través del resistor de ajuste externo de la corriente, y el accionador compara la tensión en los extremos del resistor de ajuste externo de la corriente con la tensión detectada en los extremos del resistor de detección interno generado por dicha corriente accionadora. Por tanto, el accionador actúa con el fin de que estas dos corrientes sean las mismas o estén en una relación claramente definida.
La figura 3 es un diagrama del circuito de un accionador LED integrado 200 utilizable en el circuito de iluminación según la invención, al que está conectada una hilera de LED 12.
El accionador LED integrado 200 genera una tensión de referencia Vs, por ejemplo, por medio de un generador de tensión o corriente 210. Así como la hilera de LED 12, un resistor de ajuste RS está conectado al accionador 200. De manera interna, el accionador es capaz de medir la tensión generada por la corriente de accionamiento I0 en un resistor interno, por ejemplo, por medio de un voltímetro V. El accionador integrado es capaz de comparar la corriente Is a través del resistor de ajuste RS con la corriente que cruza el resistor interno. Si K es una constante preestablecida de proporcionalidad, el accionador actúa de modo que IO=K*Is. Para conseguir esto, el accionador está dotado de un transistor de accionamiento Qp, que cierra la realimentación.
Con referencia ahora a la figura 4, se describirá ahora el método de aplicación del accionador LED integrado 200 a cada placa de circuito de iluminación del circuito según la invención.
En el diagrama en la figura 4, el resistor de ajuste de la corriente Rs mencionado anteriormente es el resistor de bin RBIN.
Según la invención, las corrientes de salida de los accionadores integrados en las respectivas placas de circuito de iluminación necesitan mantenerse en una relación definida.
Tal como en el caso visto anteriormente, cada placa de circuito de iluminación está dotada de un circuito de detección de una cantidad de accionamiento, por ejemplo, la corriente, que alimenta la realimentación1; realimentación2 de una señal de realimentación al circuito de regulación. En este caso también se proporciona un circuito comparador que funciona en exclusión mutua con el circuito de regulación.
El circuito operador actúa de la misma forma descrita anteriormente para identificar cuál es la placa de circuito de iluminación de referencia. Ahora se describirá el método de realización de la regulación.
La regulación se consigue conectando al accionador LED integrado 200 la salida de un amplificador de operación 220 en los bornes de entrada de corriente de los que se llevan las señales de realimentación de la realimentación1 y la realimentación2 que vienen de las dos placas de circuito de iluminación 10. En el borne de salida del amplificador de operación está presente una corriente de realimentación IR que tiende a anular la diferencia entre las dos señales de realimentación.
Aplicando la ley de Kirchoff al nodo de conexión S entre la salida del amplificador de operación y el accionador LED integrado, se tiene:
Is+I r- I ' s = 0,
donde S es la corriente en el resistor de bin R bin.
Normalmente, sin la regulación según la invención, I r =0 e I s =I' s . Este también es el caso de la placa de circuito de iluminación de referencia, que no requiere regulación. Para poner a cero la corriente de realimentación I r , puede conectarse, por ejemplo, un transistor de control 230 a la salida del amplificador de operación 220. Tal transistor de control 230 puede controlarse por el circuito comparador de tal manera que si tal transistor se enciende, esto es, conduce corriente, el potencial en la salida del amplificador de operación y, por tanto, la corriente I r será igual a cero.
En el caso de la placa de circuito de iluminación que debe regularse, el circuito comparador impone que el transistor de control 230 funciona como un circuito abierto. El amplificador de operación 220 es, por tanto, capaz de alimentar la corriente de realimentación I r que tiende a anular la diferencia entre la realimentación1 y la realimentación2 de las señales de realimentación que vienen de los circuitos de detección de las respectivas placas de circuito de iluminación. De esta forma, el bucle de realimentación cierra con la realimentación en la entrada del amplificador de operación.
En consecuencia, la corriente I s , que es la que sale del accionador LED integrado 200 para obtener la corriente de accionamiento a través de la constante K, es igual al I' s -I r , con I r >0 dado que se realiza la regulación.
Con referencia al diagrama del circuito en la figura 5, se describirá ahora una variación de realización del circuito regulado por corriente, en el que, en lugar de los accionadores LED integrados 200, los medios de accionamiento están hechos con componentes electrónicos discretos, en particular, con un transistor de accionamiento 300 controlado por la salida del amplificador de operación 310. Normalmente, en la entrada de inversión de tal amplificador de operación 310, se lleva una tensión proporcional a la corriente de accionamiento, mientras que en la entrada de no inversión está presente una tensión de referencia VRef. Ahora se describirá el método por medio del cual una configuración de circuito de este tipo también puede implementar la solución técnica en la que se basa la presente invención.
La unidad de control electrónico comprende de nuevo un circuito comparador 120' que, a pesar de ser ligeramente diferente del descrito anteriormente por razones de conveniencia de circuito, funciona exactamente de la misma manera para identificar la placa de circuito de iluminación con la selección de tensión más alta basándose en la comparación de las tensiones V 1 y V2 que representan las selecciones de tensión.
La unidad de control electrónico comprende, además, un circuito de regulación que, para cada placa de circuito de iluminación, está formado de una fase de control 140a', 140a" y de una fase de regulación 140b', 140b". La fase de control está conectada a la entrada de no inversión del amplificador de operación 310 que controla el transistor de accionamiento 300 y está controlada por la fase de control. Más específicamente, dicha fase de regulación comprende un transistor de regulación 320, por ejemplo, del tipo PNP, que tiene el emisor conectado a una tensión de referencia VRef, el colector conectado a tierra por medio de un resistor de empuje hacia abajo R14; R16 y la base conectada a un borne de control C_1; C_2 de la fase de control.
La fase de control es equivalente al circuito de realimentación descrito para el caso de accionamiento LED de diversos resistores en la figura 1, esto es, funciona para cerrar el bucle de realimentación para anular la diferencia entre la señal de realimentación IS_1; IS_2 que viene de los respectivos circuitos de detección solo en presencia de un determinado nivel de señal de control C_1; C_2 que viene del circuito comparador.
En particular, cada señal de control C_1; C_2 puede, dependiendo del nivel que asume, polarizar el transistor de regulación 320 de modo que funciona en saturación o en zona lineal. La señal de control que controla la placa de circuito de iluminación que debe actuar como referencia hará entonces que el transistor de regulación funcione en saturación, de modo que la tensión en la entrada de no inversión del amplificador de operación depende exclusivamente de la tensión de referencia VRef según una razón de resistencia predeterminada. La señal de control que controla la placa de circuito de iluminación que debe regularse para llevar a cabo una corriente de accionamiento que sigue la corriente de referencia según una relación constante entonces hará que el transistor de regulación 320 funcione en zona lineal, de modo que la tensión en la entrada de no inversión del amplificador de operación 310 es proporcional a la salida del amplificador de operación de la fase de control, esto es, tiende a anular la diferencia entre las señales de realimentación que vienen de los circuitos de detección.
La descripción anterior se refiere a placas de circuito de iluminación adecuadas para realizar la misma función, en particular, la misma luz de vehículo, tal como, por ejemplo, una luz de freno, una luz lateral, una luz de marcha atrás, una luz indicadora, una luz antiniebla, una luz de cruce o una luz de carretera. Sin embargo, la invención también puede aplicarse al caso en el que las placas de circuito de iluminación realizan diferentes funciones, por ejemplo, diferentes luces de un vehículo, de modo que se encienden y se apagan de una manera uniforme.
Por ejemplo, se considera una luz de freno realizada con dos placas de circuito de iluminación LED y una luz lateral realizada con una placa de circuito de iluminación LED. Estas dos luces deberían funcionar de una manera uniforme. En consecuencia, tal como se describió anteriormente, la unidad de control electrónico determina la placa de circuito de iluminación con la peor selección de tensión, esto es, la más alta, y regula la corriente de las otras placas de circuito de iluminación.
Sin embargo, a diferencia del caso en el que las placas de circuito realizan la misma función, donde en caso de fallo de una la otra también debe apagarse, en el caso de placas de circuito que realizan diferentes funciones, puede surgir el caso en el que si una se apaga, por ejemplo, una luz de freno, la otra, por ejemplo, una luz lateral, debe mantenerse encendida. Para superar tal problema, se modifica el circuito comparador 400 para placas de circuito de iluminación con diferentes funciones tal como se muestra en la figura 6. La estructura central del comparador es idéntica a la vista anteriormente, con la adición, en cada derivación, de un transistor de diagnóstico Q1 ;Q5, conectado entre los bornes de entrada de corriente V_1, V_2 del circuito comparador y la tierra y controlado por una respectiva señal de diagnóstico DIAG_1; DIAG_2 que viene de una respectiva placa de circuito de iluminación.
Cuando se produce un fallo en una placa de circuito de iluminación y la señal de diagnóstico relativa se activa, la derivación correspondiente del comparador se apaga si estuviera encendida y, por tanto, relacionada con la placa de circuito de referencia. Automáticamente, la otra derivación que estaba apagada, se enciende y, por tanto, actúa como referencia. En presencia, de hecho, de una señal de diagnóstico, el transistor de diagnóstico dirige y, por tanto, estando la derivación relativa en empuje hacia abajo, la tensión en el borne de entrada de corriente de dicha derivación se vuelve inferior a la tensión en el borne de entrada de corriente de la otra derivación. En consecuencia, la placa de circuito de iluminación que funciona correctamente pero inicialmente no era la placa de circuito de referencia no se apaga tras el apagado de la placa de circuito fallida, sino que se convierte en la placa de circuito de referencia y permanece encendida.
Un experto en la técnica puede realizar modificaciones y adaptaciones a las realizaciones del circuito de iluminación según la invención, sustituyendo elementos por otros funcionalmente equivalentes con el fin de satisfacer requisitos contingentes, mientras permanece dentro del alcance de protección de las siguientes reivindicaciones.
Por ejemplo, la unidad de control electrónico puede implementarse en modo de software, por ejemplo, usando una unidad de procesamiento de microcontrolador o una DSP para hacer los circuitos de adquisición y definición de niveles.

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES
    Circuito de iluminación, en particular, para una luz de vehículo de motor, que comprende:
    - al menos una primera fuente de luz (12) del tipo LED, definida por una primera selección de tensión, en el que la selección de tensión para un LED indica un intervalo de tensión dentro del cual se encuentra la característica de tensión de unión cuando se alimenta el LED con su corriente nominal, adaptándose dicha primera fuente de luz para accionarse por una primera corriente de accionamiento;
    - al menos una segunda fuente de luz (12) del tipo LED, definida por una segunda selección de tensión y adaptada para accionarse por una segunda corriente de accionamiento;
    caracterizado porque comprende además:
    - un primer circuito de selección (14) adaptado para identificar dicha primera selección de tensión,
    - un segundo circuito de selección (14) adaptado para identificar dicha segunda selección de tensión, y
    - una unidad de control electrónico (100) conectada de manera operativa a dichos circuitos de selección primero y segundo (14) y configurada para detectar el valor de una cantidad eléctrica cuyo valor está asociado a la selección de tensión con el fin de identificar cuál de las fuentes de luz primera y segunda tiene la selección de tensión más alta, y para regular la corriente de accionamiento absorbida por la fuente de luz definida por la selección de tensión más baja, de modo que dicha corriente de accionamiento sigue con una relación constante la tendencia de la corriente de accionamiento absorbida por la fuente de luz definida por la selección de tensión más alta, tomándose como referencia esta última, en el que cada circuito de selección (14) comprende al menos un elemento de circuito de selección definido por una cantidad eléctrica de selección que tiene uno de una pluralidad de niveles predefinidos de cantidad eléctrica al que corresponde el mismo número de niveles de selección de tensión de las fuentes de luz.
    Circuito de iluminación según la reivindicación 1, que comprende:
    - al menos una primera placa de circuito de iluminación electrónico (10) que comprende al menos dicha primera fuente de luz definida por la primera selección de tensión y dicho primer circuito de selección (14);
    - al menos una segunda placa de circuito de iluminación electrónico (10) que comprende al menos dicha segunda fuente de luz definida por la segunda selección de tensión y dicho segundo circuito de selección (14).
    Circuito de iluminación según la reivindicación anterior, en el que la unidad de control electrónico (100) comprende:
    - un medio de corriente de accionamiento (20) para cada placa de circuito de iluminación electrónico, adaptándose dicho medio de corriente de accionamiento para imponer una corriente de accionamiento a través de la respectiva fuente de luz (12);
    - un circuito comparador (120), que comprende medios de circuito adaptados para comparar dichas cantidades eléctricas de selección, o cantidades eléctricas obtenibles a partir de dichas cantidades eléctricas de selección, con el fin de identificar, basándose en tal comparación, cuál de la placa de circuito de iluminación tiene la al menos una fuente de luz con la selección de tensión más alta de la selección de tensión primera y segunda;
    - un circuito de detección (130) para cada una de dichas placas de circuito de iluminación electrónico, que comprende medios de circuito adaptados para detectar una cantidad eléctrica de accionamiento de las fuentes de luz cuando se alimentan con una tensión de alimentación,
    - un circuito de regulación (140) que comprende, para cada una de las placas de circuito de iluminación electrónico, medios de regulación de circuito adaptados para controlar el respectivo medio de corriente de accionamiento de tal manera que la corriente de accionamiento de una placa de circuito de iluminación sigue la corriente de accionamiento de la otra placa de circuito de iluminación con una relación constante, y en el que dicho circuito comparador (120) está conectado a dicho medio de corriente de accionamiento (20) y a dicho medio de regulación (140) de tal manera que el circuito de iluminación con la selección de tensión más alta se acciona por el circuito comparador con una corriente de accionamiento de referencia, y la corriente de accionamiento de la otra placa de circuito de iluminación se regula por el respectivo medio de regulación de circuito con el fin de seguir dicha corriente de referencia con una relación constante.
    Circuito de iluminación según la reivindicación 3, en el que las placas de circuito de iluminación primera y segunda son independientes entre sí y sus respectivas fuentes de luz tienen respectivas selecciones de tensión diferentes o iguales.
    5. Circuito de iluminación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho elemento de selección de circuito es un resistor de selección (R_SEL) que tiene un valor de resistencia elegido de una pluralidad de valores de resistencia predefinidos.
    6. Circuito de iluminación según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en el que el circuito de regulación (140) comprende, para cada una de la placa de circuito de iluminación al menos primera y segunda, un amplificador de operación en cuyas entradas se proporcionan valores de tensión que corresponden a las corrientes de accionamiento de dicha placa de circuito de iluminación primera y segunda y cuya salida está conectada tanto al respectivo medio accionador de corriente (20) como a una respectiva señal de control que viene del circuito comparador (120), estando configurado dicho medio de regulación de circuito de tal manera que, en presencia de un primer nivel de dicha señal de control, dicha salida se adapta para controlar el respectivo medio accionador de corriente y, en presencia de un segundo nivel de dicha señal de control, dicha salida no es capaz de controlar el respectivo medio accionador de corriente.
    7. Circuito de iluminación según la reivindicación 6, en el que los valores de tensión que corresponden a las corrientes de accionamiento de dicha placa de circuito de iluminación al menos primera y segunda se proporcionan a las entradas de los amplificadores de operación en el circuito de regulación (140), para cada una de la placa de circuito de iluminación primera y segunda, de una manera invertida de modo que el valor de tensión que corresponde a la corriente de accionamiento de la al menos primera placa de circuito de iluminación se proporciona a la entrada de no inversión del amplificador de operación para la al menos primera placa de circuito de iluminación y a la entrada de inversión del amplificador de operación para la al menos segunda placa de circuito de iluminación.
    8. Circuito de iluminación según la reivindicación 6 o 7, en el que el circuito comparador (120) tiene al menos dos bornes de salida para respectivas señales de control, estando conectados dichos bornes de salida a respectivos medios de regulación de circuito del circuito de regulación (140) y a respectivos medios de corriente de accionamiento (20), estando configurado el circuito comparador de tal manera que, dependiendo de la comparación de las cantidades eléctricas representativas de las selecciones de tensión de las placas de circuito de iluminación, cada señal de control puede asumir un primer nivel adecuado para permitir que el respectivo medio de regulación de circuito realice la regulación de la corriente de accionamiento o un segundo nivel adecuado para evitar dicha regulación y para ordenar que la respectiva placa de circuito de iluminación alimente las fuentes de iluminación con una corriente de referencia que depende exclusivamente de los parámetros de circuito de dicha placa de circuito de iluminación.
    9. Circuito de iluminación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 3 a 8, en el que los medios accionadores de corriente (20) de las placas de circuito de iluminación (10) comprenden un conmutador de corriente de accionamiento que tiene el borne de la base (CTRL_1, CTRL_2) conectado a un respectivo borne de salida del circuito comparador (120) y a un respectivo borne de salida del circuito de regulación (140), de modo que cuando la señal de control de dichos bornes de salida está en dicho primer nivel, el circuito de regulación (140) ordena que dicho conmutador de accionamiento funcione en una zona lineal para regular la corriente de accionamiento para asumir un valor según una relación constante con la corriente de referencia y, cuando la señal de control de dichos bornes de salida está en dicho segundo nivel, el circuito comparador (120) ordena que dicho conmutador de corriente de accionamiento funcione en la zona de saturación.
    10. Circuito de iluminación según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 8, en el que dichos medios de corriente de accionamiento están configurados para realizar una regulación de corriente de la corriente de accionamiento, y en el que, cuando la señal de control de dichos bornes de salida están en dicho primer nivel, dichos medios de corriente de accionamiento están adaptados para que el circuito de regulación (140) ordene realizar una regulación de la corriente de accionamiento de tal manera que asuma un valor según una relación constante con la corriente de referencia que circula en las fuentes de luz de la otra placa de circuito de iluminación que tiene la selección de tensión más alta, y cuando la señal de control de dichos bornes de salida está en dicho segundo nivel, dichos medios de corriente de accionamiento realizan la regulación de la corriente de accionamiento basándose en una cantidad eléctrica de referencia dentro de la placa de circuito de iluminación.
    11. Circuito de iluminación según la reivindicación anterior 10, en el que dichos medios de corriente de accionamiento comprenden un dispositivo electrónico integrado (200) adaptado para generar una corriente de accionamiento basándose en una cantidad eléctrica de referencia interna, y en el que una entrada de dicho dispositivo electrónico integrado (200) está conectada al borne de salida del respectivo medio de regulación de circuito, estando conectado un conmutador de control (230) adaptado para que el circuito comparador ordene desactivar dichos medios de regulación de circuito a dicho borne de salida.
    12. Circuito de iluminación según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 11, en el que el comparador (120) comprende, en cada derivación, un transistor de diagnóstico conectado entre los bornes de entrada de corriente del circuito comparador y la tierra y controlado por una respectiva señal de diagnóstico (DIAG_1, DIAG_2) que viene de una respectiva placa de circuito de iluminación, estando configurado el comparador de tal manera que cuando se detecta un fallo en una placa de circuito de iluminación y la señal de diagnóstico relativa se activa, la derivación correspondiente del circuito comparador se apaga, mientras que la otra derivación que estaba apagada, se enciende y, por tanto, actúa como referencia.
    13. Placa de circuito de control electrónico para controlar fuentes de luz del tipo LED, en la que dichas fuentes de luz están montadas en al menos dos placas de circuito de iluminación electrónico independientes (10), adaptándose la placa de circuito de control electrónico para conectarse a las placas de circuito de iluminación electrónico (10), en la que las fuentes de luz montadas en una primera placa de circuito tienen una primera selección de tensión diferente de una segunda selección de tensión de las fuentes de luz montadas en una segunda placa de circuito, indicando la selección de tensión de una fuente de luz LED un intervalo de tensión dentro del cual se encuentra la característica de tensión de unión cuando el LED se alimenta con su corriente nominal, en la que cada placa de circuito de iluminación electrónico (10) tiene un circuito de selección (14) que comprende al menos un elemento de circuito de selección definido por una cantidad eléctrica de selección que tiene uno de una pluralidad de niveles predefinidos de cantidad eléctrica al que corresponde el mismo número de niveles de selección de tensión de las fuentes de luz, caracterizada porque comprende:
    - un circuito comparador (120), que comprende medios de circuito adaptados para comparar cantidades eléctricas de selección, representativas de las diferentes selecciones de tensión de las fuentes de luz, con el fin de identificar, basándose en el resultado de tal comparación, la placa de circuito que tiene las fuentes de iluminación con la selección de tensión más alta;
    - un circuito de regulación (140) que comprende, para cada una de las placas de circuito de iluminación electrónico, medios de regulación de circuito que tienen bornes de entrada de corriente en los que se llevan señales eléctricas representativas de las corrientes de accionamiento de las fuentes de luz de las placas de circuito de iluminación, adaptándose dichos medios de regulación de circuito para controlar respectivas placas de circuito de iluminación de tal manera que la corriente de accionamiento de una placa de circuito de iluminación está en una relación constante con la corriente de accionamiento de la otra placa de circuito de iluminación, tomada como referencia, en el que dicho circuito comparador (120) tiene bornes de salida (CTRL_1, CTRL_2), conectados cada uno a respectivos medios de regulación (140', 140") y a respectivos medios de corriente de accionamiento (20) de las fuentes de luz, de tal manera que, dependiendo del nivel de la señal de control presente en dichos bornes de salida, dichos medios de regulación de circuito se activan o se desactivan para controlar la respectiva placa de circuito de iluminación, adaptándose el nivel de la señal de control que desactiva los medios de regulación de circuito para controlar el respectivo medio de corriente de accionamiento de tal manera que alimenten una corriente de accionamiento de referencia independiente de las corrientes de accionamiento de las otras placas de circuito de iluminación.
    14. Placa de circuito de control electrónico según la reivindicación anterior 13, en el que dichos medios de regulación comprenden, para cada placa de circuito de iluminación, un amplificador de operación en cuyas entradas se llevan dichas señales eléctricas representativas de la corriente de accionamiento y cuya salida está conectada a la base de un transistor de control cuyo emisor está conectado a un respectivo borne de salida del circuito comparador.
    15. Placa de circuito de control electrónico según la reivindicación 13, en el que dichos medios de regulación comprenden, para cada placa de circuito de iluminación, un amplificador de operación en cuyas entradas se llevan dichas señales eléctricas representativas de la corriente de accionamiento y cuya salida está conectada al colector de un transistor de control controlado por el circuito comparador.
    16. Placa de circuito de control electrónico según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15, que comprende un medio de corriente de accionamiento para cada placa de circuito de iluminación electrónico, adaptándose dicho medio de corriente de accionamiento para imponer una corriente de accionamiento a través de la respectiva al menos una fuente de luz.
    17. Placa de circuito de iluminación electrónico, que comprende al menos una fuente de luz del tipo LED y un circuito de selección (14) que comprende al menos un elemento de selección de circuito (R_SEL), definido por una cantidad eléctrica que tiene uno de una pluralidad de niveles de cantidad eléctrica preestablecidos que indican un intervalo de tensión dentro del cual se encuentra la característica de tensión de unión de la al menos fuente de luz del tipo LED cuando el LED se alimenta con su corriente nominal, adaptándose dicho circuito de selección para conectarse al circuito comparador (120) de la placa de circuito de control según cualquiera de las reivindicaciones desde 13 hasta 16.
    Placa de circuito de iluminación electrónico según la reivindicación anterior 17, que comprende un circuito de detección que comprende medios de circuito adaptados para detectar la corriente de accionamiento de las fuentes de luz cuando se alimentan con una tensión de alimentación, adaptándose dicho circuito de detección para conectarse al circuito de regulación de la placa de circuito de control según cualquiera de las reivindicaciones desde 13 hasta 16.
    Placa de circuito de iluminación electrónico según la reivindicación 17 o 18, que comprende un medio de corriente de accionamiento adaptado para imponer una corriente de accionamiento a través de la respectiva al menos una fuente de luz.
    Método de accionamiento de fuentes de luz del tipo LED, en el que dichas fuentes de luz comprenden al menos una primera fuente de luz definida por una primera selección de tensión y adaptada para accionarse por una primera corriente de accionamiento, y al menos una segunda fuente de luz definida por una segunda selección de tensión y susceptible de accionarse por una segunda corriente de accionamiento, indicando la selección de tensión de una fuente de luz LED un intervalo de tensión dentro del cual se encuentra la característica de tensión de unión cuando el LED se alimenta con su corriente nominal, estando el método caracterizado porque comprende las etapas de:
    - detectar el valor de una cantidad eléctrica cuyo valor está asociado a la selección de tensión de las fuentes de luz;
    - identificar la selección de tensión más alta;
    - regular la corriente de accionamiento de la otra fuente de luz de modo que dicha corriente de accionamiento sigue con una relación constante la tendencia de la corriente de accionamiento absorbida por la fuente de luz definida por la selección de tensión más alta, tomándose como referencia esta última, en el que las etapas de detectar e identificar comprenden:
    - asociar a fuentes de luz que tienen diferentes selecciones de tensión respectivos circuitos de selección; - comparar cantidades eléctricas generadas por dichos circuitos de selección.
    Luz de vehículo, caracterizada por el hecho de que comprende un circuito de iluminación según cualquiera de las reivindicaciones desde 1 hasta 12.
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