ES2978762T3 - Circuito de detección de interrupción LED - Google Patents
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Abstract
Para detectar una fuente de luz defectuosa, como un LED acoplado a un circuito convertidor CC-CC para recibir una señal de potencia, un circuito de detección de cortes de suministro eléctrico comprende un detector de voltaje máximo acoplado al LED para detectar un voltaje a través del LED. El detector de voltaje máximo tiene un terminal de voltaje máximo para suministrar una señal de voltaje máximo. El circuito de detección comprende además un amplificador diferencial acoplado al terminal de voltaje máximo para recibir la señal de voltaje máximo como una primera señal de entrada y acoplado a un terminal de voltaje de referencia. El terminal de voltaje de referencia está configurado para suministrar un voltaje de referencia como una segunda señal de entrada. El amplificador diferencial comprende un terminal de salida para suministrar una señal de detección de cortes de suministro eléctrico. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Circuito de detección de interrupción LED
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un circuito de detección de interrupción LED para detectar un LED defectuoso y emitir una señal de detección correspondiente.
Antecedentes de la invención
En aplicaciones de automoción, por ejemplo, es deseable tener un sistema de advertencia para indicar a un conductor que una lámpara de un sistema de iluminación, en particular, iluminación trasera y/o iluminación de freno, es defectuosa. En respuesta a la advertencia, el conductor puede reemplazar la lámpara defectuosa.
Un sistema conocido de la técnica anterior requiere un modo de prueba o similar. Por ejemplo, cada vez que se enciende el sistema de iluminación o cuando se arranca un automóvil, se verifica el sistema de iluminación. Sin embargo, si una lámpara se rompe durante el uso, no se genera ninguna señal. Además, los sistemas conocidos de la técnica anterior usan circuitos complejos y costosos para detectar una lámpara defectuosa.
Además, un sistema de advertencia conocido de la técnica anterior no es adecuado para usarse con un LED. En particular, cuando un LED está atenuado, por ejemplo, accionado por un circuito convertidor CC-CC que emplea atenuación de modulación por ancho de pulso (PWM), el sistema de la técnica anterior conocido no es adecuado para detectar un LED defectuoso.
El documento DE 10358447 describe un dispositivo que tiene varias fuentes de luz LED conectadas en serie y suministradas por una fuente de alimentación eléctrica. Cada LED tiene una unidad electrónica conectada en paralelo asociada que consiste en un elemento conmutador de baja impedancia, un diodo, un conmutador de umbral y un condensador cuya tensión se utiliza para suministrar el conmutador de umbral y también se alimenta al conmutador de umbral como su entrada.
Objeto de la invención
Es un objeto de la presente invención proporcionar un circuito de detección de interrupción LED sencillo y rentable que sea adecuado para usarse con un LED que pueda atenuarse.
Resumen de la invención
El objeto anterior se logra en un circuito de detección de interrupción según la reivindicación 1.
El circuito de detección de interrupción según la presente invención comprende un detector de tensión superior. El detector de tensión superior está acoplado al LED para detectar una tensión a través del LED. Cuando una corriente fluye a través del LED, es decir, el LED funciona y no es defectuoso, una tensión a través del LED tiene un valor predeterminado. Si el LED es defectuoso, el LED puede ser un circuito abierto, lo que da como resultado una tensión a través del LED que es sustancialmente igual a una tensión de suministro, que generalmente es sustancialmente más alta que la tensión a través del LED cuando no es defectuosa. El detector de tensión superior detecta la tensión a través del LED, es decir, la tensión de operación relativamente baja o la tensión de alimentación relativamente alta.
Se observa que el detector de tensión superior determina una tensión máxima, es decir, una tensión superior. Por lo tanto, si el LED se atenúa usando un procedimiento de conducción PWM, la tensión detectada es sustancialmente igual a la tensión de alimentación máxima, sustancialmente independiente de un ciclo de trabajo de la tensión de alimentación. En consecuencia, el detector de tensión superior puede emitir una señal de tensión superior relativamente baja, si el LED no es defectuoso, y una señal de tensión superior relativamente alta, si el LED es defectuoso.
La señal de tensión superior emitida por el detector de tensión superior se suministra a un amplificador diferencial como una primera señal de entrada. El amplificador diferencial recibe además una tensión de referencia como una segunda señal de entrada. Por lo tanto, el amplificador diferencial está configurado para emitir una señal de detección de interrupción en base a una diferencia entre la tensión de referencia y la señal de tensión superior. Por ejemplo, si la señal de tensión superior es sustancialmente igual a la tensión de operación relativamente baja, la señal de detección de interrupción puede tener una tensión baja; si la señal de tensión superior es sustancialmente igual a la tensión de suministro relativamente alta, la señal de detección de interrupción puede tener una tensión alta.
En una realización, el detector de tensión superior comprende una conexión en serie de un diodo y un condensador y el terminal de tensión superior se proporciona en un nodo entre el diodo y el condensador. En funcionamiento, el condensador se carga hasta la tensión máxima a través del LED, mientras que el diodo impide la descarga del condensador en los períodos en los que la tensión a través del LED es menor que la tensión a través del condensador.
Esto es particularmente adecuado para su uso en combinación con atenuación de modulación por ancho de pulso (PWM).
En una realización, el amplificador diferencial comprende un par diferencial de transistores, aplicándose la primera señal de entrada a una base de un primer transistor y aplicándose la segunda señal de entrada a la base de un segundo transistor, en donde el terminal de salida se acopla a un colector del segundo transistor.
En una realización, el amplificador diferencial comprende un dispositivo amplificador, configurándose el dispositivo amplificador para amplificar una diferencia de tensión entre la primera señal de entrada y la segunda señal de entrada y para emitir una señal de diferencia de tensión, comprendiendo además el circuito de detección de interrupción un transistor, una base del transistor que se acopla al dispositivo amplificador para recibir la señal de diferencia de tensión, acoplándose el terminal de salida del amplificador diferencial a un colector del transistor.
Breve descripción de los dibujos
A continuación, la presente invención se explica con referencia a los dibujos adjuntos que muestran realizaciones no limitantes y en donde:
la Figura 1 muestra un diagrama de circuito de un primer ejemplo de un circuito de detección de interrupción según la presente invención;
la Figura 2 muestra un diagrama de circuito de un segundo ejemplo de un circuito de detección de interrupción según un ejemplo solo para información;
la Figura 3 muestra un diagrama de circuito de una primera realización de un circuito de detección de interrupción según la presente invención;
la Figura 4 muestra un diagrama de circuito de un tercer ejemplo de un circuito de detección de interrupción según un ejemplo solo para información.
Descripción detallada de ejemplos
En los dibujos, los mismos números de referencia se refieren a los mismos elementos.
La Figura 1 muestra un primer ejemplo de un circuito 10 de detección de interrupción según la presente invención. El circuito 10 de detección de interrupción comprende un detector 20 de tensión superior y un amplificador diferencial 30. El detector 20 de tensión superior está acoplado a un LED D1. El LED D1 debe ser monitorizado y una señal de detección de interrupción debería indicar el estado del LED D1. Un inductor L1 se acopla a través del LED D1. El inductor L1 es una parte de un convertidor CC-CC para proporcionar energía al LED D1. El inductor L1 no es esencial. También puede aplicarse cualquier otra topología de convertidor de CC-CC.
El detector 20 de tensión superior comprende un diodo de carga D2, una resistencia de limitación de corriente R3, un condensador C1 y una resistencia de descarga R4. El diodo de carga D2, la resistencia de limitación de corriente R3 y el condensador C1 están conectados en serie a través del LED D1. La resistencia de descarga R4 está conectada en paralelo al condensador C1. La resistencia de limitación de corriente R3 y la resistencia de descarga R4 también funcionan como un divisor de tensión.
En funcionamiento, suponiendo que el LED D1 no es defectuoso, se proporciona una corriente a través del inductor L1 y fluye a través del LED D1 a un terminal común. De este modo, se genera una tensión de operación a través del LED D1. Esta tensión de operación puede ser, por ejemplo, 3,5 V. Mientras que la tensión de operación está a través del LED D1, el condensador C1 se carga a través del diodo de carga D2 y la resistencia de limitación de corriente R3 hasta la tensión de operación. La tensión a través del condensador C1 se aplica como la señal de tensión superior en un terminal de salida Tsalida del detector 20 de tensión superior.
Ahora, suponiendo que el LED D1 es defectuoso y, por lo tanto, el LED D1 funciona como un circuito abierto, una tensión sustancialmente igual a una tensión de suministro suministrada al convertidor CC-CC está presente a través del LED de circuito abierto D1. En consecuencia, el condensador C1 se carga hasta dicha tensión de suministro, lo que puede suponerse que es sustancialmente más alto que la tensión de funcionamiento LED. La resistencia de descarga R4 elimina cualquier pulso de tensión debido al ruido, por ejemplo.
La resistencia de descarga R4 tiene una resistencia relativamente grande y puede no ser esencial para la operación correcta. Por ejemplo, la resistencia de la resistencia de descarga R4 puede seleccionarse en relación con la operación, por ejemplo, operación de modulación de ancho de pulso. La resistencia de descarga R4 puede usarse para establecer una constante de tiempo del circuito paralelo de la resistencia de descarga R4 y el condensador C1 de manera que los cambios de tensión relativamente rápidos (por ejemplo, ruido), en particular picos de tensión por encima de la tensión de referencia, se ignoren sustancialmente. Además, la resistencia de descarga R4 puede proporcionarse para permitir la descarga del condensador R4 en circunstancias inesperadas.
Si el LED D1 funciona usando una corriente de PWM, la tensión de operación es solo durante un primer período de tiempo presente a través del LED D1, mientras que durante un segundo período de tiempo, no se genera tensión (o una tensión inferior) a través del LED D1. (El primer y el segundo período de tiempo se alternan.) Durante el primer período de tiempo, el condensador C1 se puede cargar como se ha descrito anteriormente. Durante el segundo período de tiempo, el diodo de carga D2 impide que el condensador C1 se descargue a través del LED D1. Por lo tanto, el detector 20 de tensión superior es adecuado para usarse en combinación con atenuación de PWM.
El amplificador diferencial 30 comprende un par de un primer transistor Q1 y un segundo transistor Q2. Un colector de cada uno de los transistores Q1, Q2 está acoplado a una tensión de suministro Vs a través de una primera y una segunda resistencia R1, R2, respectivamente. Entre la segunda resistencia R2 y el colector del segundo transistor Q2, se conecta un tercer diodo D3. El tercer diodo D3 puede evitar daños debido a una inversión de tensión o corriente. Sin embargo, el tercer diodo D3 puede omitirse sin influir en el funcionamiento correcto del circuito 10 de detección de interrupción.
El emisor del primer y segundo transistores Q1, Q2 están conectados y una resistencia de suministro de corriente Re está conectada entre un terminal común y los emisores de los dos transistores Q1, Q2. La resistencia de suministro de corriente Re puede reemplazarse por cualquier otro tipo adecuado de fuente de corriente sin influir en el funcionamiento del circuito de detección de interrupción.
La base del primer transistor Q1 está conectada al terminal de salida Tsalida del detector 20 de tensión superior. La base del segundo transistor Q2 está conectada a un terminal de tensión de referencia. Por lo tanto, una tensión de referencia Vref se aplica en la base del segundo transistor Q2.
En un nodo entre el colector del segundo transistor Q2 y la segunda resistencia R2, un terminal de salida Vsalida está configurado para emitir una señal de detección de interrupción.
La tensión de referencia Vref puede seleccionarse adecuadamente. Por ejemplo, la tensión de referencia Vref puede ser sustancialmente mayor que la tensión de operación. En tal ejemplo, el segundo transistor Q2 será conductor durante el correcto funcionamiento del LED D1, mientras que el primer transistor Q1 será no conductor debido a una tensión de emisor de base sustancialmente inferior del primer transistor Q1 en comparación con el segundo transistor Q2. A medida que el segundo transistor Q2 es conductor, la tensión en el terminal de salida es relativamente baja, en particular sustancialmente igual a la suma de la tensión a través de la resistencia de suministro de corriente Re, la tensión de saturación a través del segundo transistor Q2 y la tensión a través del tercer diodo D3, que puede ascender a aproximadamente 1 V, por ejemplo.
Cuando el LED D1 es defectuoso, la tensión en la base del primer transistor Q1 es sustancialmente igual a una tensión de alimentación del convertidor CC-CC (esto puede ser igual a la tensión de suministro Vs, pero no necesita ser igual). Con una tensión de referencia Vref adecuadamente seleccionada, la tensión relativamente alta en la base del primer transistor Q1, el primer transistor Q1 es conductor, mientras que el segundo transistor Q2 no es conductor. Por lo tanto, la corriente generada por la resistencia de suministro de corriente Re ahora fluye a través de la primera resistencia R1 y el primer transistor Q1, en lugar de a través de la segunda resistencia R2 y el segundo transistor Q2 como se ha descrito anteriormente. En consecuencia, la tensión en el terminal de salida Vsalida es sustancialmente igual a la tensión de suministro Vs. Por lo tanto, cuando el LED D1 es defectuoso, hay una tensión sustancialmente más alta en el terminal de salida Vsalida.
Se observa que el terminal de salida Vsalida puede estar conectado en su lugar entre la primera resistencia R1 y el primer transistor Q1. En tal ejemplo, la señal de detección de interrupción sería alta, cuando el LED D1 no es defectuoso y baja cuando el LED D1 no fuera defectuoso.
La Figura 2 muestra un segundo ejemplo que funciona sustancialmente similar al primer ejemplo tal como se muestra en la Figura 1. En comparación con el primer ejemplo, el primer transistor se reemplaza por un dispositivo de amplificador OA. El dispositivo de amplificador o A funciona como un amplificador diferencial. A este respecto, el dispositivo de amplificador OA está conectado al terminal de salida de detector de tensión superior Tsalida para recibir la señal de tensión superior y está conectado a una tensión de referencia Vref. El dispositivo de amplificador OA compara la señal de tensión superior y la tensión de referencia Vref. La salida del dispositivo de amplificador OA es a través de una resistencia R5 conectada a la base del segundo transistor Q2. Si la salida del dispositivo amplificador es alta, el segundo transistor Q2 es conductor, lo que da como resultado una baja tensión en el terminal de señal de detección de interrupción Vsalida. Si la salida del dispositivo amplificador es baja, el segundo transistor Q2 no es conductor, lo que da como resultado una tensión alta (sustancialmente igual a la tensión de suministro Vs) en el terminal de señal de detección de interrupción Vsalida.
Seleccionar adecuadamente la tensión de referencia Vref asegura que la tensión de referencia Vref es mayor que la tensión de funcionamiento LED, lo que da como resultado una salida de dispositivo amplificador alta y, por lo tanto, en una señal de detección de baja interrupción en el terminal de salida Vsalida. Además, una tensión de referencia Vref adecuadamente seleccionada hace que la tensión de referencia Vref sea igual o inferior a la tensión de suministro del convertidor CC-CC, lo que da como resultado una salida del dispositivo amplificador baja y, por lo tanto, una señal de detección de interrupción alta en el terminal de salida Vsalida.
La Figura 3 muestra sustancialmente el mismo circuito que se muestra en la Figura 2. Sin embargo, el circuito según la Figura 3 es adecuado para detectar un LED defectuoso, LED que se convierte en un cortocircuito cuando está defectuoso. A este respecto, las conexiones de la señal de tensión superior y la tensión de referencia con el dispositivo de amplificador OA, o dispositivo comparativo similar, se intercambian y se selecciona la tensión de referencia para que sea menor que una tensión de funcionamiento LED esperada.
La Figura 4 muestra sustancialmente el mismo circuito que se muestra en la Figura 2, en el que se ha introducido una histéresis. A este respecto, una conexión en serie de una primera resistencia de histéresis R6 y una segunda resistencia de histéresis R7 se ha conectado entre el terminal de salida del dispositivo de amplificador OA y se ha introducido una tercera resistencia de histéresis R8 entre el terminal de entrada del dispositivo de amplificador OA y el terminal de entrada de la tensión de referencia Vref. Además, se proporciona una conexión entre (1) un nodo entre la tercera resistencia de histéresis R8 y el dispositivo de amplificador OA y (2) un nodo entre la primera resistencia de histéresis R6 y la segunda resistencia de histéresis R7. Dicho circuito de histéresis es bien conocido en la técnica y, por lo tanto, se omite una discusión detallada de su funcionamiento en este caso. Debido a la histéresis, se evita que una señal de detección de interrupción se alterne, si un LED mostrara una operación inestable (alternando entre un estado defectuoso y un estado operativo, por ejemplo).
Se observa que los diferentes cambios de circuito como se presentan en las Figuras 3 y 4 en comparación con la Figura 2 también pueden introducirse en la disposición de circuito como se muestra en la Figura 1. Además, se observa que un circuito para la detección de un LED defectuoso de circuito abierto (como se presenta en las Figuras 1 y 2, por ejemplo) y un circuito para la detección de un LED defectuoso de cortocircuito (como se presenta en la Figura 3, por ejemplo) puede combinarse para poder detectar ambos tipos de LED defectuosos con un circuito de detección. Por ejemplo, el circuito de detección de tensión superior 20 puede combinarse y la señal de tensión superior puede proporcionarse a dos circuitos amplificadores diferenciales separados. Además, el circuito de detección de interrupción según la presente invención está destinado para su uso en combinación con un LED. Sin embargo, el circuito de detección de interrupción también puede ser adecuado para su uso en combinación con cualquier otro tipo de lámpara o dispositivo que se convierta en un circuito abierto o un cortocircuito cuando sea defectuoso.
Aunque en la presente memoria se describen realizaciones detalladas de la presente invención, debe entenderse que las realizaciones descritas son meramente ilustrativas de la invención, que pueden realizarse de diversas formas. Por lo tanto, los detalles estructurales y funcionales específicos descritos en la presente memoria no deben interpretarse como limitantes, sino simplemente como una base para las reivindicaciones y como una base representativa para enseñar a un experto en la técnica a emplear de manera diversa la presente invención en prácticamente cualquier estructura apropiadamente detallada.
Además, los términos y expresiones utilizados en la presente memoria no pretenden ser limitantes; sino más bien, para proporcionar una descripción comprensible de la invención. Los términos “ un” o “ una” , como se usan en la presente memoria, se definen como uno o más de uno. El término otro, como se usa en la presente memoria, se define como al menos un segundo o más. Los términos que incluyen y/o que tienen, como se usan en la presente memoria, se definen como que comprenden (es decir, lenguaje abierto). El término acoplado, como se usa en la presente memoria, se define como conectado, aunque no necesariamente directamente, y no necesariamente por medio de cables.
Claims (6)
1. Una lámpara que comprende:
- un LED; y
- un circuito (10) de detección de interrupción para detectar un LED defectuoso, estando adaptado el circuito de detección de interrupción para acoplarse a través del LED (D1), comprendiendo el circuito de detección de interrupción:
- un detector (20) de tensión superior acoplado al LED para detectar una tensión máxima a través del LED, teniendo el detector de tensión superior un terminal de tensión superior (Tsalida) para suministrar una señal de tensión superior;
- un amplificador diferencial (30) que comprende una entrada no inversora y una entrada inversora, en donde la entrada no inversora se acopla al terminal de tensión superior para recibir la señal de tensión superior como una primera señal de entrada, y en donde la entrada inversora se acopla a un terminal de tensión de referencia, configurándose el terminal de tensión de referencia para suministrar una tensión de referencia (Vref) como una segunda señal de entrada, comprendiendo el amplificador diferencial un terminal de salida para suministrar una señal de detección de interrupción,
caracterizado porque,
la tensión de referencia se selecciona para que sea menor que una tensión de funcionamiento LED esperada, y para detectar un LED defectuoso que está adaptado para acoplarse a un circuito convertidor CC-C<c>para recibir una señal de potencia, el circuito de detección de interrupción está adaptado para suministrar la señal de detección de interrupción que tiene una tensión alta cuando el LED no es defectuoso y una tensión baja cuando el LED se vuelve un cortocircuito cuando está defectuoso.
2. La lámpara según la reivindicación 1, en donde el detector (20) de tensión superior comprende una conexión en serie de un diodo (D2) y un condensador (C1) y en donde el terminal de tensión superior (Tsalida) se proporciona en un nodo entre el diodo y el condensador.
3. La lámpara según la reivindicación 1, en donde una resistencia (R4) está acoplada en paralelo al condensador (C1).
4. La lámpara según la reivindicación 1, en donde la conexión en serie del diodo (D2) y el condensador (C1) comprende una resistencia (R3) conectada entre el diodo y el condensador.
5. La lámpara según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde los LED se atenúan usando un método de accionamiento de modulación por ancho de pulso (PWM).
6. La lámpara según la reivindicación 5, en donde una tensión de operación es solo durante un primer período de tiempo presente a través del LED (D1), mientras que durante un segundo período de tiempo, no se genera tensión a través del LED (D1).
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