[go: up one dir, main page]

EP3108719A1 - Circuit optoélectronique à diodes électroluminescentes - Google Patents

Circuit optoélectronique à diodes électroluminescentes

Info

Publication number
EP3108719A1
EP3108719A1 EP15704577.4A EP15704577A EP3108719A1 EP 3108719 A1 EP3108719 A1 EP 3108719A1 EP 15704577 A EP15704577 A EP 15704577A EP 3108719 A1 EP3108719 A1 EP 3108719A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
node
emitting diodes
light
switch
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP15704577.4A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
François AYEL
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Publication of EP3108719A1 publication Critical patent/EP3108719A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10—Controlling the intensity of the light
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/40—Details of LED load circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/40—Details of LED load circuits
    • H05B45/44—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix
    • H05B45/46—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix having LEDs disposed in parallel lines

Definitions

  • the present description relates to an optoelectronic circuit, in particular an optoelectronic circuit comprising light-emitting diodes.
  • an optoelectronic circuit comprising light-emitting diodes with an alternating voltage, in particular a sinusoidal voltage, for example the mains voltage.
  • FIG. 1 shows an optoelectronic circuit 10 comprising input terminals IN 1 and I 2 between which an alternating voltage j 1 is applied.
  • the optoelectronic circuit 10 further comprises a rectifying circuit 12 comprising a diode bridge 14, receiving the voltage V 1 and supplying a rectified voltage V " ALIM which supplies light-emitting diodes 16, for example connected in series. e current flowing through the light emitting diodes 16.
  • the VJN voltage may not be sinusoidal.
  • the voltage V ⁇ j can be provided by a regulating circuit, in particular using triacs. Even though the regulator element is powered by a sinusoidal voltage, the voltage V i then does not generally have a sinusoidal shape.
  • the voltage dd ⁇ f is greater than the sum of threshold voltages of the LEDs 16, the LEDs 16 become conductive and behave substantially as resistors.
  • the supply current ⁇ ALIM then follows the supply voltage VALIM.
  • a disadvantage is that the supply current I - LIM is not constant. This causes variations in the light intensity provided by the light-emitting diodes 16 which can be perceived by an observer.
  • a current limiting circuit may be interposed between the rectifier circuit 12 and the light emitting diodes 16 to maintain the supply current at a substantially constant level.
  • the structure of the optoelectronic circuit can then be relatively complex and the size of the optoelectronic circuit can be important. In addition, it may be difficult to achieve at least partly the rectifier circuit and the current limiting circuit integrated with the light emitting diodes to further reduce the size of the optoelectronic circuit.
  • An object of an embodiment is to overcome all or some of the disadvantages of the optoelectronic circuits described above.
  • Another object of an embodiment is to reduce the size of the optoelectronic circuit.
  • Another object of an embodiment is to reduce the variations in light intensity provided by the optoelectronic circuit. Another object of an embodiment is to be able to produce a large number of components of the optoelectronic circuit in an integrated manner.
  • an optoelectronic circuit comprising:
  • the circuit comprises first and second input terminals for receiving an alternating voltage and the full wave rectifier circuit comprises:
  • first, second, third and fourth branches the first and second branches having a first common node connected to the first input terminal, the third and fourth branches having a second common node connected to the second input terminal, the first and third branches having a third common node and the second and fourth branches having a fourth common node;
  • a second set of light-emitting diodes mounted on the second branch in the direction from the first node to the fourth node or on the third branch in the direction from the third node to the second node,
  • the current limiting circuit traversing the light emitting diodes comprises at least one component mounted between the third node and the fourth node.
  • the full-wave rectifier circuit further comprises a third set of light-emitting diodes mounted on the third branch in the forward direction from the third node to the second node.
  • the second set of light-emitting diodes is mounted on the second branch and the full-wave rectifier circuit comprises a fourth set of light-emitting diodes mounted on the fourth branch in the direction from the second node to the fourth node.
  • the current limiting circuit comprises an inductance mounted between the third node and the fourth node.
  • the current limiting circuit comprises a sensor of the current flowing through the inductor.
  • the current limiting circuit comprises at least one first switch provided on one of the first or third branches, between the third and fourth nodes, between the first input terminal and the first node or between the first and second nodes.
  • the current limiting circuit is adapted to maintain the current between a first threshold and a second threshold when the first set of light-emitting diodes or the second set of light-emitting diodes is conducting.
  • the circuit opto ⁇ e further comprises, means for modifying the first and second thresholds.
  • control module is adapted to control the opening of the first switch when the current flowing through the light emitting diodes of the first set or the second set is greater than the first threshold.
  • control module is adapted to control the closing of the first switch when the current flowing through the light emitting diodes of the first set or the second set is lower than the second threshold.
  • the first switch is mounted on the first branch or the fourth branch and the current limiting circuit comprises a second switch mounted on the second branch or the third branch, the control module being adapted to control the opening of the first switch when the current flowing through the light emitting diodes of the first set is greater than the first threshold and that the alternating voltage is of a first sign, and being adapted to control the opening of the second switch when the current flowing through the light-emitting diodes of the second set is greater than the first threshold and the alternating voltage is of a second sign opposite to the first one; sign.
  • the control module being adapted to control the opening of the first switch when the current flowing through the light emitting diodes of the first set is greater than the first threshold and that the alternating voltage is of a first sign
  • the control module being adapted to control the opening of the second switch when the current flowing through the light-emitting diodes of the second set is greater than the first threshold and the alternating voltage is of a second sign opposite to the first one; sign.
  • FIG. 1, previously described, is an electrical diagram of an example of an optoelectronic circuit comprising light-emitting diodes
  • FIG. 2 previously described, is a timing diagram of the voltage and the supply current of the light-emitting diodes of the optoelectronic circuit of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a circuit diagram of an embodiment of an optoelectronic circuit comprising light-emitting diodes
  • FIGs 4 and 5 illustrate two arrangements of light emitting diodes of the optoelectronic circuit of Figure 3;
  • Figure 6 is a more detailed circuit diagram of a portion of the optoelectronic circuit of Figure 3;
  • FIG. 7 represents an evolution curve of the input voltage of the optoelectronic circuit of FIG. 3 and an evolution curve of the supply current of an inductance of the optoelectronic circuit of FIG. 3;
  • FIG. 8 represents a detail of the evolution curve of the supply current of the inductance of FIG. 7 and current evolution curves passing through global light emitting diodes of the optoelectronic circuit of Figure 3;
  • Figure 9 is a more detailed circuit diagram of a portion of the optoelectronic circuit of Figure 3.
  • FIGS. 10, 11 and 12 are diagrams of other embodiments of an optoelectronic circuit comprising light-emitting diodes
  • Figure 13 is a figure similar to Figure 8 obtained with the optoelectronic circuit of Figure 12;
  • Fig. 14 shows an embodiment of a global light emitting diode
  • Figures 15 to 18 each show an equivalent electrical diagram of the overall light emitting diode of Figure 13 in four operating configurations.
  • the diodes electro luminescent ⁇ the optoelectronic circuit are used to make the diode bridge rectifier circuit. This makes it possible to reduce the total bulk of the optoelectronic circuit.
  • a current limiting circuit is integrated directly into the diode bridge. This makes it possible to reduce the variations in the supply current of the light-emitting diodes while reducing the overall size of the optoelectronic circuit.
  • FIG. 3 shows an embodiment of an opto-electronic circuit 20 comprises two input terminals IN] _ and IN2 receiving the input voltage ⁇ j.
  • the input voltage V j may be a sinusoidal voltage whose frequency is, for example, between 10 MHz and 1 MHz.
  • the Voltage V j corresponds, for example, to the mains voltage which may possibly have been modified by a control circuit. For example, the mains voltage can be lowered or chopped by the control circuit.
  • the circuit 20 includes a double-wave rectifier circuit 21 comprising a diode bridge formed from four sets D] _, D2, D3 and D4 of light emitting diodes, called global emitting diodes in the following description.
  • Each global electroluminescent diode is composed of the series and / or in parallel of several elementary light-emitting diodes.
  • the diode overall electro luminescent ⁇ D] _ is mounted on a first leg 22 between a node E and a node F in the direction from the node E to the node F.
  • the overall emitting diode D2 is mounted on a second leg 23 between the node F and a node G in the direction from the node F to the node G.
  • the global light emitting diode D3 is mounted on a third branch 24 between the node E and a node H in the direction from the node E to the node H.
  • the global light-emitting diode D4 is mounted on a fourth branch 25 between the node H and the node G in the forward direction from the node H to the node G.
  • all the light emitting diodes of the optoelectronic circuit 20 are part of an overall light-emitting diodes D] _, D2, D3 and D4.
  • the overall emitting diodes D] _, D2, D3 and D4 may include the same number of elementary emitting diodes or different numbers of individual light emitting diodes.
  • the diode overall electro luminescent D] _ R comprises branches 26 connected in parallel, each branch comprising S elementary luminescent diodes electro ⁇ 27 connected in series, R and S being greater than or equal to 2 integers.
  • Fig. 5 shows another embodiment of the overall light emitting diode D 1.
  • the overall light-emitting diode D1 comprises P blocks 28 connected in series, each block comprising Q elementary light-emitting diodes 27 connected in parallel, P and Q being integers greater than or equal to 2 and Q being able to vary from one block to the next. other.
  • the global light-emitting diodes D2, D3 and D4 may have a structure similar to the overall light-emitting diode D 1 shown in FIG. 4 or 5.
  • the 20 comprises a current limiting circuit 30 comprising an inductor 32 mounted between the nodes E and G.
  • the inductor 32 has a value between 0.1 ⁇ and 10 ⁇ H. Called II 3 ⁇ 41 '3 ⁇ 42' 3 ⁇ 43 e ⁇ e ⁇ 3 ⁇ 44 current respectively flowing through inductance 32, the overall light emitting diode D] _, the overall light emitting diode D2, the overall LED D3 and the overall light-emitting diode D4.
  • the current limiting circuit 30 further comprises a current sensor 34 adapted to supply a signal Sj representative of the current II to a control module 36.
  • the current limiter circuit 30 further comprises a switch 38 provided between the input terminal IN ] _ and the node E and controlled by a signal S Q provided by the control module 36.
  • the node H is connected to the input terminal I3 ⁇ 4.
  • the control module 36 can be realized by a dedicated circuit.
  • control module 36 is adapted to control the opening and closing of the switch 38 so that the current II remains between a lower threshold IJNF and a higher threshold IsuP-
  • the upper threshold IsuP is strictly greater than the lower threshold IJNF.
  • the lower threshold IJNF is strictly greater than 0 A.
  • the current thresholds IJ ⁇ F and IsuP can be from a few milliamperes to several hundred milliamps.
  • FIG. 6 is a circuit diagram of one embodiment. of the control module 36.
  • the control module 36 can comprise a hysteresis comparator 40 receiving the signal S j representative of the current II and providing a signal OUT which can take two values OUT + and OUT-.
  • the signal OUT when the signal S j increases, the signal OUT is at the value OUT- when the current II is lower than the threshold IgUP e ⁇ passes to the value OUT + when the current II becomes greater than the threshold IsuP-
  • the switch 38 is, for example, a bidirectional switch based on transistors, in particular metal oxide gate field effect transistors or MOS transistors, enrichment (normally closed) or depletion (normally open).
  • Elementary LEDs 27 are, for example, planar light emitting diodes or light emitting diodes formed from tri- dimensional elements, including nanowires or microwires ⁇ semi conductors, comprising a semiconductor material of a compound having my oritairement at least one group III element and a group V element (for example gallium nitride GaN), hereinafter referred to as III-V compound, or at least one group II element and a group VI element (for example zinc oxide ZnO), hereinafter called II-VI compound.
  • III-V compound for example gallium nitride GaN
  • the switch 38 can be made based on a compound III-V, for example gallium nitride GaN.
  • the switch 38 can be integrated with the light-emitting diodes.
  • FIG. 7 is a timing diagram of the input voltage VJ and the current II.
  • the voltage V N is a sinusoidal voltage.
  • FIG. 8 is a detailed view of the evolution curve of the current IL of FIG. 7 and represents, in in addition, curves of currents evolution 3 ⁇ 4] _, 3 ⁇ 42 '3 ⁇ 43 e ⁇ 3 ⁇ 44 ⁇
  • the instants tg to t] _3 are successive instants.
  • the input voltage V i increases from zero at time t g.
  • the switch 38 is initially closed.
  • the overall emitting diodes D2 and D3 are forward biased while the overall light-emitting diodes D] _ and D4 are reverse biased.
  • the current begins to flow between the terminals IN] _ and I3 ⁇ 4 passing successively through the overall light emitting diode D2, the inductor 32, node G to the node E, and the light-emitting diode D3.
  • the current II exceeds the threshold IsuP-
  • the control module 36 controls the opening of the switch 38, which causes a discharge of the inductor 32.
  • the current IL then continues to flow through II of the inductance while decreasing and is divided into a first portion which passes successively through the overall light-emitting diodes D] _ and D2 and a second portion which successively passes through the overall light-emitting diodes D3 and D4.
  • the control module 36 then commands the closing of the switch 38.
  • the current II begins to flow again while rising between the terminal IN] _ and the terminal I3 ⁇ 4 passing successively by the global light emitting diode D2, the inductance 32, from the node G to the node E, and the light emitting diode D3.
  • Current II continues to increase until it exceeds the threshold IsuP at time tq.
  • the switch 38 is then open until the current II decreases below the threshold ⁇ INF ⁇ the instant t5.
  • the cycle between instants t2 and t is repeated as long as the input voltage Vj1 is sufficiently high.
  • the currents 3 ⁇ 4] _, 3 ⁇ 42 '3 ⁇ 43 e1: 3 ⁇ 44 then remain each between IJ ⁇ F and IsuP- At the moment tg, the input voltage Vj ⁇ decreases so that the current II remains below the threshold IsuP- The switch 38 then remains closed.
  • the input voltage Vj ⁇ is no longer high enough for a current to flow between the input terminals IN ⁇ and I3 ⁇ 4.
  • the switch 38 is closed.
  • the global light-emitting diodes D 1 and D 4 are forward biased while the global light-emitting diodes D 2 and D 3 are reverse biased.
  • the voltage V N is sufficiently high in absolute value at the instant t g, the current begins to flow between the terminals IN 1 and I 1 passing successively by the global light-emitting diode D 4, the inductance 32, from the node G towards the node E, and the light-emitting diode D] _.
  • the input voltage VJN is no longer sufficiently high in absolute value for a current to flow between the input terminals IN] _ and I3 ⁇ 4.
  • the current limiting circuit 30 makes it possible to maintain the current, passing through the global light-emitting diode D 1 or D 2 which is passing between the thresholds I JNF and IsuP-
  • the optoelectronic circuit 20 comprises means for modifying the thresholds I JNF e " t ⁇ SUP- The current limiting circuit 30 then makes it possible to control the current supplying the global light emitting diodes and thus to control the luminous intensity emitted by the optoelectronic circuit 20.
  • the limiter circuit 20 acts as a control circuit adapted to maintain the current through the diodes emitting substantially equal to a reference current, for example equal to the average of the I JNF e ⁇ t SUP the difference between the thresholds I JNF ISUP and then represents the control accuracy around the current setpoint.
  • a reference current for example equal to the average of the I JNF e ⁇ t SUP the difference between the thresholds I JNF ISUP and then represents the control accuracy around the current setpoint.
  • the gap between the stages I JNF e "t ⁇ ⁇ SUP are less than 10%, preferably less than 5% of stage I JNF -
  • control module 36 may be supplied by a voltage obtained from the voltages across the overall light-emitting diodes D] _ to D4 or other diode present in the assembly.
  • FIG. 9 is a circuit diagram of one embodiment of a portion of the optoelectronic circuit 20.
  • the global light-emitting diode D2 is represented as two sets 52 and 54 of light-emitting diodes connected in series.
  • a capacitor 50 is connected in parallel across the array 52 of light emitting diodes.
  • the control module 36 is powered by the voltage Vj [ across the capacitor 50.
  • the capacitor 50 is charged whenever the global light emitting diode D2 is conducting.
  • the voltage across the capacitor 50 is substantially constant and can be used as the supply voltage of the control module.
  • the number of individual LEDs of the set 52 is selected based on the voltage V [sought. For example, the voltage Vj [ may be a few volts.
  • the switch 38 when the switch 38 is open, the current II passing through the inductor 32 is distributed between the branch 22 and the branch 24. However, it may be desirable to select in which branch the current will flow when the switch 38 is open.
  • FIG. 10 represents another embodiment of an optoelectronic circuit 60 enabling such a selection to be made.
  • the optoelectronic circuit 60 comprises all the elements of the optoelectronic circuit 20 shown in FIG. 3 and furthermore comprises a switch 62 located on the branch 25, for example between the global light-emitting diode D4 and the node G.
  • the switch 62 may be located on the branch 24.
  • the switch 62 is controlled by a signal S 'Q provided by the control module 36.
  • the current flows between the nodes H and G always in the same direction so that the switch 62 can be a unidirectional switch.
  • the switch 38 can be controlled as previously described for the optoelectronic circuit 20.
  • the switch 62 is closed when the switch 38 is closed and the switch 62 is open when the switch 62 is open.
  • the switch 62 can be held open during all the positive half-wave of the voltage VJ and be controlled as previously indicated for the negative half-wave of VJJJ. This advantageously makes it possible to reduce the consumption of the circuit and not to have to control the switch 62 during the positive half-cycles of the supply voltage VJJJ.
  • the switch 62 may be located on the branch 22 or on the branch 23 if it is desired for the current to flow through the global light emitting diodes D3 and D4 when the switch 38 is open.
  • another switch can be located on the branch 23 or the branch 24. This allows to select one of the branches 22 or 24 in which the current will flow when the switch 38 is open, this selection may vary over time.
  • FIG. 11 represents another embodiment of an optoelectronic circuit 70.
  • the optoelectronic circuit 70 comprises all the elements of the optoelectronic circuit 20 represented in FIG. 3, with the difference that the switch 38 is replaced by a switch 72, situated between the node G and a node K, the inductor 32 and the current sensor 34 being connected in series between the node E and the node K.
  • the switch 72 is controlled by the control module 36.
  • the optoelectronic circuit 70 comprises in addition, a diode 74 connected in parallel with the inductor 32.
  • the anode of the diode 74 is connected to the node E and the cathode of the diode 74 is connected to the node K.
  • the diode 74 can be electroluminescent.
  • the current flows between the nodes G and E always in the same direction so that the switch 72 can be a unidirectional switch.
  • the control method of the switch 72 may be the same as that described above for the switch 32 in relation to the optoelectronic circuit 20.
  • the diode 74 makes it possible to prevent the current flowing in the inductor 32 from stopping when the switch 72 is open.
  • FIG. 12 represents another embodiment of an optoelectronic circuit 80.
  • the optoelectronic circuit 80 comprises all the elements of the optoelectronic circuit 20 shown in FIG. 3 except that the switch 38 is replaced by a first switch 82, located on the branch 22, for example between the node E and the global light emitting diode D3, and a second switch 84, located on the branch 24, for example between the node E and the global light emitting diode D2.
  • the switch 82 may be located on the branch 25 and the switch 84 can be located on the branch 23.
  • the switches 82 and 84 are controlled by the control module 36.
  • the current flows between the nodes E and F and between the nodes E and H always in the same direction so that each switch 82, 84 can be a unidirectional switch.
  • the control module 36 is further adapted to detect the sign of the supply voltage VJJJ. This can be achieved by measuring the voltage across one of the individual light emitting diodes of an overall light-emitting diodes D] _ to D4.
  • the input voltage V i increases from the zero value at time tg.
  • Switches 82 and 84 are initially closed.
  • the overall emitting diodes D2 and D3 are forward biased while the overall light-emitting diodes D] _ and D4 are reverse biased.
  • the input voltage V j ⁇ is sufficiently high, at t] _, the current starts flowing between the IN terminal] _ and the terminal IN 2 passing successively through the overall light-emitting diode D 2, the inductance 32, from the node G to the node E, and the light emitting diode D3.
  • the current II exceeds the threshold IsuP- ⁇ e control module 36 then controls the opening of the switch 84, the switch 82 remaining closed. Current II then continues to flow through inductance II while decreasing and successively traverses the global electroluminescent diodes D 1 and D 2 .
  • the current II decreases below the threshold I INF-
  • the control module 36 then commands the closing of the switch 84.
  • the current II begins to flow again while rising between the terminals IN] _ and IN 2 passing successively by the global light emitting diode D 2 , the inductance 32, of node G to the node E, and the light emitting diode D3.
  • Current II continues to increase until it exceeds the threshold IsuP at time tq.
  • the input voltage VNN vanishes and begins a negative half cycle.
  • Switches 82 and 84 are closed.
  • the overall emitting diodes D] _ and D4 are forward biased while the overall light-emitting diodes D2 and D3 are reverse biased.
  • the input voltage V i is sufficiently high in absolute value, at the instant t g, the current begins to flow between the terminals IN 1 and IN 2 passing successively through the global light-emitting diode D 4, the inductance 32, from the node G to the node E, and the light-emitting diode D ] _.
  • the current II exceeds the threshold IsuP-
  • the regulation of the current between I JNF and IsuP is carried out as described previously from time t2 except that the switch 84 remains closed and the switch 82 is open.
  • the current sensor 34 may be replaced by two current sensors, one being disposed on the branch 22 or 25 and the other being disposed on the branch 23 or 24.
  • the input voltage is not high enough for the overall light-emitting diodes D] _ and D4 or D2 and D3 are busy. There is no light emission.
  • the elementary light emitting diodes that make up each global light emitting diode can be connected to each other by a network of switches. These switches are then controlled to modify the connection of the elementary light-emitting diodes so as to modify the threshold voltage of the global light-emitting diode.
  • Figure 14 shows an embodiment of a global LED DC variable threshold voltage which may correspond to one of the global light-emitting diodes D] _, D2, D3 and D4 described above.
  • the overall emitting diode Dc includes, for example, N elementary LEDs d] _, d2, d3 and ⁇ ⁇ , where N is an integer, preferably even, equal to four between Figure 14.
  • the overall emitting diode Dc comprises an anode Ac and a cathode Cc.
  • Each elemental light-emitting diode d 1, i being an integer ranging from 1 to N, comprises an anode A 1 and a cathode C 1.
  • the anode Aj_ is connected to the anode A j _ +] _ by a switch SWl j _.
  • the cathode Cj_ is connected to the cathode j_ + by a switch SW2 j _.
  • the cathode C j _ is connected to the anode A j + _] _ _ j by a switch SW3.
  • FIGS. 15 to 18 are equivalent electrical diagrams of the global light-emitting diode D 1 of FIG. 14 for different configurations of closing and opening of the switches SW 1, SW 2, and SW 3, ranging from 1 to N-1.
  • the switches SW1 and SW2 are closed and the switches SW3 are open for i varying from 1 to N.
  • the N elementary light-emitting diodes d1 are then connected in parallel.
  • the switches SW12 + 1 and SW22 + 1 are closed, the switches SW321 + 1 are open, the switches SW122 and SW221 are open and the switches SW32 are closed.
  • the elementary light-emitting diodes d1 are connected in parallel in pairs, these pairs being connected in series.
  • the switches SW1 ] _ and SW2 ] _ are closed, the switch SW3 ] _ is open, and for i varying from 2 to N, the switches SW1 and SW2 are open and the switch SW3 is closed.
  • Elementary LEDs d] _ and d2 are connected in parallel, said pair being connected in series with the other elementary LEDs.
  • the threshold voltage of the overall light-emitting diode DC increases the configuration shown in Figure 15 to the configuration shown in FIG 18. Therefore, the SWlj_ switches, SW2j_ SW3j_ and can be controlled depending on the input voltage V j or as a function of the current flowing between the input terminals IN ] _ and I3 ⁇ 4 to pass successively through the configurations shown in FIGS. 15, 16, 17 and 18 as the input voltage V i increases.
  • the transition from one configuration to another can be controlled when the input voltage V i exceeds, in absolute value, a threshold.
  • the transition from one configuration to another can be controlled when the current flowing between the input terminals IN ] _, I3 ⁇ 4 falls below a threshold.
  • the overall light-emitting diode Dc can be on for a longer duration and the light-emitting time of the optoelectronic circuit can be increased.
  • the current limiting circuit comprises an inductor 32 mounted between the nodes E and G.
  • the current limiting circuit can be implemented differently. he can in particular include constant current diodes or CLDs (acronym for Current Limiting Diode).
  • the overall light emitting diodes Dl, D2, D3 and D4 are provided on each leg 22, 23, 24, 25.
  • the overall light-emitting diodes D] _, D2 can be provided only on the branches 22 and 23, each global light emitting diode D3 and D4 being replaced by a switch controlled by the control module 36 and which is open when the global LED D3 or D4 it replaces would be polarized into direct and closed when the global light emitting diode D3 or D4 that it replaces would be reverse biased during the evolution of the input voltage VJJJ.

Landscapes

  • Led Devices (AREA)

Abstract

L'invention concerne un circuit optoélectronique (20) comprenant un circuit (21) redresseur double alternance comprenant des diodes électroluminescentes (27) et un circuit (30) de limitation du courant traversant les diodes électroluminescentes.

Description

CIRCUIT OPTOELECTRONIQUE A DIODES ELECTROLUMINESCENTES
La présente demande de brevet revendique la priorité de la demande de brevet français FR14/51230 qui sera considérée comme faisant partie intégrante de la présente description.
Domaine
La présente description concerne un circuit optoélectronique, notamment un circuit optoélectronique comprenant des diodes électroluminescentes.
Exposé de l'art antérieur
Il est souhaitable de pouvoir alimenter un circuit optoélectronique comprenant des diodes électroluminescentes avec une tension alternative, notamment une tension sinusoïdale, par exemple la tension du secteur.
La figure 1 représente un circuit optoélectronique 10 comprenant des bornes d'entrée IN]_ et I¾ entre lesquelles est appliquée une tension alternative j^. Le circuit optoélectronique 10 comprend, en outre, un circuit redresseur 12 comportant un pont de diodes 14, recevant la tension Vj^ et fournissant une tension V"ALIM redressée qui alimente des diodes électroluminescentes 16, par exemple montées en série. On appelle IALIM Ie courant traversant les diodes électroluminescentes 16.
La figure 2 représente une courbe CYALJM d' évolution de la tension d'alimentation ^jjf et une courbe CJALJM d'évolution du courant d'alimentation IALIM en fonction du temps pour un exemple dans lequel la tension alternative Vj^ correspond à une tension sinusoïdale. Toutefois, la tension VJN peut ne pas être sinusoïdale. A titre d'exemple, la tension Vj^ peut être fournie par un circuit de régulation, utilisant notamment des triacs. Même si l'élément régulateur est alimenté par une tension sinusoïdale, la tension Vj^ n'a alors généralement pas une forme sinusoïdale. Lorsque la tension ^jjf est supérieure à la somme des tensions de seuil des diodes électroluminescentes 16, les diodes électroluminescentes 16 deviennent passantes et se comportent sensiblement comme des résistances. Le courant d'alimentation ±ALIM suit alors la tension d'alimentation VALIM.
Un inconvénient est que le courant d' alimentation I^LIM n'est pas constant. Ceci entraîne des variations de l'intensité lumineuse fournie par les diodes électroluminescentes 16 qui peuvent être perçues par un observateur.
Un circuit de limitation de courant peut être interposé entre le circuit redresseur 12 et les diodes électroluminescentes 16 pour maintenir le courant d'alimentation à un niveau sensiblement constant. La structure du circuit optoélectronique peut alors être relativement complexe et l'encombrement du circuit optoélectronique peut être important. En outre, il peut être difficile de réaliser au moins en partie le circuit redresseur et le circuit de limitation de courant de façon intégrée avec les diodes électroluminescentes pour réduire encore davantage l'encombrement du circuit optoélectronique.
Résumé
Un objet d'un mode de réalisation est de palier tout ou partie des inconvénients des circuits optoélectroniques décrits précédemment .
Un autre objet d'un mode de réalisation est de réduire l'encombrement du circuit optoélectronique.
Un autre objet d'un mode de réalisation est de réduire les variations de l'intensité lumineuse fournie par le circuit optoélectronique. Un autre objet d'un mode de réalisation est de pouvoir réaliser un nombre important de composants du circuit optoélectronique de façon intégrée.
Ainsi, un mode de réalisation prévoit un circuit optoélectronique comprenant :
un circuit redresseur double alternance comprenant des diodes électroluminescentes ; et
un circuit de limitation du courant traversant les diodes électroluminescentes.
Selon un mode de réalisation, le circuit comprend des première et deuxième bornes d' entrée destinées à recevoir une tension alternative et le circuit redresseur double alternance comprend :
des première, deuxième, troisième et quatrième branches, les première et deuxième branches ayant un premier noeud commun relié à la première borne d'entrée, les troisième et quatrième branches ayant un deuxième noeud commun relié à la deuxième borne d'entrée, les première et troisième branches ayant un troisième noeud commun et les deuxième et quatrième branches ayant un quatrième noeud commun ;
un premier ensemble de diodes électroluminescentes montées sur la première branche dans le sens passant du troisième noeud au premier noeud ; et
un deuxième ensemble de diodes électroluminescentes montées sur la deuxième branche dans le sens passant du premier noeud au quatrième noeud ou sur la troisième branche dans le sens passant du troisième noeud au deuxième noeud,
et le circuit de limitation du courant traversant les diodes électroluminescentes comprend au moins un composant monté entre le troisième noeud et le quatrième noeud.
Selon un mode de réalisation, le circuit redresseur double alternance comprend, en outre, un troisième ensemble de diodes électroluminescentes montées sur la troisième branche dans le sens passant du troisième noeud au deuxième noeud. Selon un mode de réalisation, le deuxième ensemble de diodes électroluminescentes est monté sur la deuxième branche et le circuit redresseur double alternance comprend un quatrième ensemble de diodes électroluminescentes montées sur la quatrième branche dans le sens passant du deuxième noeud au quatrième noeud.
Selon un mode de réalisation, le circuit de limitation de courant comprend une inductance montée entre le troisième noeud et le quatrième noeud.
Selon un mode de réalisation, le circuit de limitation de courant comprend un capteur du courant traversant l'inductance.
Selon un mode de réalisation, le circuit de limitation de courant comprend au moins un premier interrupteur prévu sur l'une des première ou troisième branches, entre les troisième et quatrième noeuds, entre la première borne d'entrée et le premier noeud ou entre la deuxième borne d'entrée et le deuxième noeud et un module de commande de l'ouverture et de la fermeture du premier interrupteur, le module de commande étant relié au capteur.
Selon un mode de réalisation, le circuit de limitation du courant est adapté à maintenir le courant entre un premier seuil et un deuxième seuil lorsque le premier ensemble de diodes électroluminescentes ou le deuxième ensemble de diodes électroluminescentes est passant.
Selon un mode de réalisation, le circuit opto¬ électronique comprend, en outre, des moyens pour modifier les premier et deuxième seuils.
Selon un mode de réalisation, le module de commande est adapté à commander l'ouverture du premier interrupteur lorsque le courant traversant les diodes électroluminescentes du premier ensemble ou du deuxième ensemble est supérieur au premier seuil .
Selon un mode de réalisation, le module de commande est adapté à commander la fermeture du premier interrupteur lorsque le courant traversant les diodes électroluminescentes du premier ensemble ou du deuxième ensemble est inférieur au deuxième seuil.
Selon un mode de réalisation, le premier interrupteur est monté sur la première branche ou la quatrième branche et le circuit de limitation de courant comprend un deuxième interrupteur monté sur la deuxième branche ou la troisième branche, le module de commande étant adapté à commander l'ouverture du premier interrupteur lorsque le courant traversant les diodes électroluminescentes du premier ensemble est supérieur au premier seuil et que la tension alternative est d'un premier signe, et étant adapté à commander l'ouverture du deuxième interrupteur lorsque le courant traversant les diodes électroluminescentes du deuxième ensemble est supérieur au premier seuil et que la tension alternative est d'un deuxième signe opposé au premier signe. Brève description des dessins
Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :
la figure 1, décrite précédemment, est un schéma électrique d'un exemple d'un circuit optoélectronique comprenant des diodes électroluminescentes ;
la figure 2, décrite précédemment, est un chronogramme de la tension et du courant d'alimentation des diodes électroluminescentes du circuit optoélectronique de la figure 1 ;
la figure 3 est un schéma électrique d'un mode de réalisation d'un circuit optoélectronique comprenant des diodes électroluminescentes ;
les figures 4 et 5 illustrent deux agencements des diodes électroluminescentes du circuit optoélectronique de la figure 3 ;
la figure 6 est un schéma électrique plus détaillé d'une partie du circuit optoélectronique de la figure 3 ;
la figure 7 représente une courbe d'évolution de la tension d'entrée du circuit optoélectronique de la figure 3 et une courbe d'évolution du courant d'alimentation d'une inductance du circuit optoélectronique de la figure 3 ;
la figure 8 représente un détail de la courbe d'évolution du courant d'alimentation de l'inductance de la figure 7 et des courbes d' évolution de courants traversant des diodes électroluminescentes globales du circuit optoélectronique de la figure 3 ;
la figure 9 est un schéma électrique plus détaillé d'une partie du circuit optoélectronique de la figure 3 ;
les figures 10, 11 et 12 sont des schémas électriques d'autres modes de réalisation d'un circuit optoélectronique comprenant des diodes électroluminescentes ;
la figure 13 est une figure analogue à la figure 8 obtenue avec le circuit optoélectronique de la figure 12 ;
la figure 14 représente un mode de réalisation d'une diode électroluminescente globale ; et
les figures 15 à 18 représentent chacune un schéma électrique équivalent de la diode électroluminescente globale de la figure 13 dans quatre configurations de fonctionnement.
Description détaillée
Par souci de clarté, de mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références aux différentes figures et, de plus, les diverses figures ne sont pas tracées à l'échelle. Dans la suite de la description, sauf indication contraire, les termes "sensiblement", "environ" et "de l'ordre de" signifient "à 10 % près" .
Selon un mode de réalisation, les diodes électro¬ luminescentes du circuit optoélectronique sont utilisées pour réaliser le pont de diodes du circuit redresseur. Ceci permet de diminuer l'encombrement total du circuit optoélectronique. En outre, un circuit limiteur de courant est intégré directement au pont de diodes . Ceci permet de réduire les variations du courant d'alimentation des diodes électroluminescentes tout en réduisant l'encombrement total du circuit optoélectronique.
La figure 3 représente un mode de réalisation d'un circuit optoélectronique 20 comprenant deux bornes d'entrée IN]_ et IN2 recevant la tension d'entrée j^. A titre d'exemple, la tension d'entrée Vj^ peut être une tension sinusoïdale dont la fréquence est, par exemple, comprise entre 10 MHz et 1 MHz. La tension Vj^ correspond, par exemple, à la tension du secteur qui peut, éventuellement, avoir été modifiée par un circuit de régulation. Par exemple, la tension du secteur peut être abaissée ou hachée par le circuit de régulation.
Le circuit 20 comprend un circuit redresseur double alternance 21 comprenant un pont de diodes formé de quatre ensembles D]_, D2, D3 et D4 de diodes électroluminescentes, appelés diodes électroluminescentes globales dans la suite de la description. Chaque diode électroluminescente globale est composée de la mise en série et/ou en parallèle de plusieurs diodes électroluminescentes élémentaires. La diode électro¬ luminescente globale D]_ est montée sur une première branche 22 entre un noeud E et un noeud F dans le sens passant du noeud E vers le noeud F. La diode électroluminescente globale D2 est montée sur une deuxième branche 23 entre le noeud F et un noeud G dans le sens passant du noeud F vers le noeud G. La diode électroluminescente globale D3 est montée sur une troisième branche 24 entre le noeud E et un noeud H dans le sens passant du noeud E vers le noeud H. La diode électroluminescente globale D4 est montée sur une quatrième branche 25 entre le noeud H et le noeud G dans le sens passant du noeud H vers le noeud G.
De préférence, toutes les diodes électroluminescentes du circuit optoélectronique 20 font partie de l'une des diodes électroluminescentes globales D]_, D2, D3 et D4. Les diodes électroluminescentes globales D]_, D2, D3 et D4 peuvent comprendre le même nombre de diodes électroluminescentes élémentaires ou des nombres différents de diodes électroluminescentes élémentaires.
La figure 4 représente un mode de réalisation de la diode électroluminescente globale D]_ . La diode électro- luminescente globale D]_ comprend R branches 26 montées en parallèle, chaque branche comprenant S diodes électro¬ luminescentes élémentaires 27 montées en série, R et S étant des nombres entiers supérieurs ou égaux à 2. La figure 5 représente un autre mode de réalisation de la diode électroluminescente globale D]_ . La diode électroluminescente globale D]_ comprend P blocs 28 montés en série, chaque bloc comprenant Q diodes électroluminescentes élémentaires 27 montées en parallèles, P et Q étant des nombres entiers supérieurs ou égaux à 2 et Q pouvant varier d'un bloc à l'autre.
Les diodes électroluminescentes globales D2, D3 et D4 peuvent avoir une structure analogue à la diode électroluminescente globale D]_ représentée en figure 4 ou 5.
En revenant à la figure 3, le circuit optoélectronique
20 comprend un circuit limiteur de courant 30 comprenant une inductance 32 montée entre les noeuds E et G. A titre d'exemple, l'inductance 32 a une valeur comprise entre 0,1 μΗ et 10 uH. On appelle II, ¾1' ¾2' ¾3 e^ ¾4 ^e courant traversant respectivement l'inductance 32, la diode électroluminescente globale D]_, la diode électroluminescente globale D2, la diode électroluminescente globale D3 et la diode électroluminescente globale D4. Le circuit limiteur de courant 30 comprend, en outre, un capteur 34 de courant adapté à fournir un signal Sj représentatif du courant II à un module de commande 36. Le circuit limiteur de courant 30 comprend, en outre, un interrupteur 38 prévu entre la borne d' entrée IN]_ et le noeud E et commandé par un signal SQ fourni par le module de commande 36. Le noeud H est relié à la borne d'entrée I¾ . Le module de commande 36 peut être réalisé par un circuit dédié.
Selon un mode de réalisation, le module de commande 36 est adapté à commander l'ouverture et la fermeture de l'interrupteur 38 de façon que le courant II reste compris entre un seuil inférieur IJNF et un seuil supérieur IsuP- Le seuû supérieur IsuP est strictement supérieur au seuil inférieur IJNF.
Le seuil inférieur IJNF est strictement supérieur à 0 A. A titre d'exemple, les seuils de courant I J^F et IsuP peuvent être de quelques milliampères à plusieurs centaines de milliampères .La figure 6 est un schéma électrique d'un mode de réalisation du module de commande 36. Le module de commande 36 peut comprendre un comparateur à hystérésis 40 recevant le signal Sj représentatif du courant II et fournissant un signal OUT pouvant prendre deux valeurs OUT+ et OUT- . A titre d'exemple, lorsque le signal Sj croît, le signal OUT est à la valeur OUT- lorsque le courant II est inférieur au seuil IgUP e^ passe à la valeur OUT+ lorsque le courant II devient supérieur au seuil IsuP- Lorsque le courant I I décroît, le signal OUT est à la valeur OUT+ lorsque le courant II est supérieur au seuil IsuP et Passe à la valeur OUT- lorsque le courant II devient inférieur au seuil IsuP- module de commande 36 comprend un module de mise en forme 42 recevant le signal OUT et fournissant le signal SQ .
L' interrupteur 38 est, par exemple, un interrupteur bidirectionnel à base de transistors, notamment de transistors à effet de champ à grille métal-oxyde ou transistors MOS, à enrichissement (normalement fermé) ou à appauvrissement (normalement ouvert) .
Les diodes électroluminescentes élémentaires 27 sont, par exemple, des diodes électroluminescentes planes ou des diodes électroluminescentes formées à partir d'éléments tri- dimensionnels, notamment des microfils ou nanofils semi¬ conducteurs, comprenant un matériau semiconducteur à base d'un composé comportant ma oritairement au moins un élément du groupe III et un élément du groupe V (par exemple du nitrure de gallium GaN) , appelé par la suite composé III-V, ou comportant ma oritairement au moins un élément du groupe II et un élément du groupe VI (par exemple de l'oxyde de zinc ZnO) , appelé par la suite composé II-VI.
De façon avantageuse, l'interrupteur 38 peut être réalisé à base d'un composé III-V, par exemple du nitrure de gallium GaN. Dans ce cas, l'interrupteur 38 peut être réalisé de façon intégrée avec les diodes électroluminescentes.
La figure 7 est un chronogramme de la tension d'entrée VJ et du courant II - A titre d'exemple, la tension VJN est une tension sinusoïdale. La figure 8 est une vue de détail de la courbe d'évolution du courant IL de la figure 7 et représente, en outre, des courbes d'évolution des courants ¾]_, ¾2' ¾3 e^ ¾4 · Les instantes tg à t]_3 sont des instants successifs.
Un mode de réalisation d'un procédé de commande de l'interrupteur 38 au cours d'une alternance positive et d'une alternance négative de la tension d' entrée Vj^ va maintenant être décrit .
La tension d'entrée Vj^ croît depuis zéro à l'instant tg. L'interrupteur 38 est initialement fermé. Les diodes électroluminescentes globales D2 et D3 sont polarisées en direct tandis que les diodes électroluminescentes globales D]_ et D4 sont polarisées en inverse. Lorsque la tension d'entrée Vj^ est suffisamment élevée à l'instant t]_, le courant commence à circuler entre les bornes IN]_ et I¾ en passant successivement par la diode électroluminescente globale D2, l'inductance 32, du noeud G vers le noeud E, et la diode électroluminescente D3.
A l'instant t2, le courant II dépasse le seuil IsuP- Le module de commande 36 commande alors l'ouverture de l'interrupteur 38, ce qui entraîne une décharge de l'inductance 32. Le courant IL continue alors de circuler au travers de l'inductance II tout en diminuant et se divise en une première partie qui traverse successivement les diodes électroluminescentes globales D]_ et D2 et une deuxième partie qui traverse successivement les diodes électroluminescentes globales D3 et D4.
A l'instant t3, le courant II diminue en dessous du seuil I JNF- Le module de commande 36 commande alors la fermeture de l'interrupteur 38. Le courant II recommence à circuler tout en s' élevant entre la borne IN]_ et la borne I¾ en passant successivement par la diode électroluminescente globale D2, l'inductance 32, du noeud G vers le noeud E, et la diode électroluminescente D3. Le courant II continue à augmenter jusqu'à dépasser le seuil IsuP à l'instant tq. L'interrupteur 38 est alors ouvert jusqu'à ce que le courant II diminue en dessous du seuil ^ INF ^ l'instant t5. Le cycle entre les instants t2 et t est répété tant que la tension d'entrée Vj^ est suffisamment élevée. Les courants ¾]_, ¾2' ¾3 e1: ¾4 restent alors chacun compris entre IJ^F et IsuP- A l'instant tg, la tension d'entrée Vj^ diminue de sorte que le courant II reste en dessous du seuil IsuP- L'interrupteur 38 reste alors fermé.
A l'instant ίη, la tension d'entrée Vj^ n'est plus suffisamment élevée pour qu'un courant circule entre les bornes d'entrée IN^ et I¾ .
A l'instant tg, la tension d'entrée Vj^ s'annule et commence une alternance négative. L'interrupteur 38 est fermé. Les diodes électroluminescentes globales D]_ et D4 sont polarisées en direct tandis que les diodes électroluminescentes globales D2 et D3 sont polarisées en inverse. Lorsque la tension VJN est suffisamment élevée en valeur absolue à l'instant tg, le courant commence à circuler entre les bornes IN]_ et I¾ en passant successivement par la diode électroluminescente globale D4, l'inductance 32, du noeud G vers le noeud E, et la diode électroluminescente D]_ .
A l'instant t]_g, le courant II dépasse le seuil IsuP-
La régulation du courant entre I JNF et IsuP est réalisée comme cela a été décrit précédemment entre les instants t2 et tg.
A l'instant t]_]_, la tension d'entrée Vj^ diminue de sorte que le courant II reste en dessous du seuil IsuP e^ l'interrupteur 38 reste fermé.
A l'instant t]_2, la tension d'entrée VJN n'est plus suffisamment élevée en valeur absolue pour qu'un courant circule entre les bornes d'entrée IN]_ et I¾ .
L'alternance s'achève à l'instant t]_3 lorsque la tension d'entrée Vjj^ atteint zéro.
Lorsque la tension d'entrée Vj^ est suffisamment élevée pour que la diode électroluminescente globale D]_ ou D2 soit passante, le circuit de limitation de courant 30 permet de maintenir le courant, traversant la diode électroluminescente globale D]_ ou D2 qui est passante, entre les seuils I JNF et IsuP- De façon avantageuse, le circuit optoélectronique 20 comprend des moyens pour modifier les seuils I JNF e"t ^SUP- Le circuit de limitation de courant 30 permet alors de commander le courant alimentant les diodes électroluminescentes globales et donc de commander l'intensité lumineuse émise par le circuit optoélectronique 20 .
Lorsque l'écart entre les seuils I INF e^ ^SUP es^~ réduit, comme cela est le cas sur la figure 8 , le circuit de limitation 20 joue le rôle d'un circuit de régulation adapté à maintenir le courant traversant les diodes électroluminescentes sensiblement égal à une consigne de courant, par exemple égal à la moyenne des seuils I JNF et ^SUP- L'écart entre les seuils I JNF et IsuP représente alors la précision de la régulation autour de la consigne de courant. A titre d'exemple, l'écart entre les seuils I JNF e"t ^SUP es^ inférieur à 10 %, de préférence inférieur à 5 %, du seuil I JNF -
De façon avantageuse, le module de commande 36 peut être alimenté par une tension obtenue à partir des tensions aux bornes des diodes électroluminescentes globales D]_ à D4 ou de toute autre diode présente dans le montage.
La figure 9 est un schéma électrique d'un mode de réalisation d'une partie du circuit optoélectronique 20 . La diode électroluminescente globale D2 est représentée sous la forme de deux ensembles 52 et 54 de diodes électroluminescentes montés en série. Un condensateur 50 est monté en parallèle aux bornes de l'ensemble 52 de diodes électroluminescentes. Le module de commande 36 est alimenté par la tension Vj [ aux bornes du condensateur 50 . Le condensateur 50 est chargé chaque fois que la diode électroluminescente globale D2 est passante. La tension aux bornes du condensateur 50 est sensiblement constante et peut être utilisée comme tension d'alimentation du module de commande. Le nombre de diodes électroluminescentes élémentaires de l'ensemble 52 est choisi en fonction de la tension Vj [ recherchée. A titre d'exemple, la tension Vj [ peut être de quelques volts. Dans le mode de réalisation décrit précédemment, lorsque l'interrupteur 38 est ouvert, le courant II traversant l'inductance 32 se répartit entre la branche 22 et la branche 24 . Toutefois, il peut être souhaitable de sélectionner dans quelle branche le courant va circuler lorsque l'interrupteur 38 est ouvert .
La figure 1 0 représente un autre mode de réalisation d'un circuit optoélectronique 60 permettant de réaliser une telle sélection. Le circuit optoélectronique 60 comprend l'ensemble des éléments du circuit optoélectronique 20 représenté en figure 3 et comprend, en outre, un interrupteur 62 , situé sur la branche 25 , par exemple entre la diode électroluminescente globale D4 et le noeud G. A titre de variante, l'interrupteur 62 peut être situé sur la branche 24 . L'interrupteur 62 est commandé par un signal S ' Q fourni par le module de commande 36 . De façon avantageuse, le courant circule entre les noeuds H et G toujours dans le même sens de sorte que l'interrupteur 62 peut être un interrupteur unidirectionnel .
L' interrupteur 38 peut être commandé comme cela a été décrit précédemment pour le circuit optoélectronique 20 . De préférence, l'interrupteur 62 est fermé lorsque l'interrupteur 38 est fermé et l'interrupteur 62 est ouvert lorsque l'interrupteur 62 est ouvert. A titre de variante, l'interrupteur 62 peut être maintenu ouvert pendant toute l'alternance positive de la tension VJ et être commandé comme cela a été indiqué précédemment pour l'alternance négative de VJJJ. Cela permet, de façon avantageuse, de réduire la consommation du circuit et de ne pas avoir à commander l'interrupteur 62 pendant les alternances positives de la tension d'alimentation VJJJ .
Lorsque les interrupteurs 38 et 62 sont ouverts, l'inductance 32 se décharge et le courant circule au travers des diodes électroluminescentes globales D]_ et D2. A titre de variante, l'interrupteur 62 peut être situé sur la branche 22 ou sur la branche 23 s'il est souhaité que le courant circule au travers des diodes électroluminescentes globales D3 et D4 lorsque l'interrupteur 38 est ouvert. A titre de variante, en plus de l'interrupteur 62, un autre interrupteur peut être situé sur la branche 23 ou sur la branche 24. Ceci permet de sélectionner l'une des branches 22 ou 24 dans laquelle le courant va circuler lorsque l'interrupteur 38 est ouvert, cette sélection pouvant varier dans le temps.
La figure 11 représente un autre mode de réalisation d'un circuit optoélectronique 70. Le circuit optoélectronique 70 comprend l'ensemble des éléments du circuit optoélectronique 20 représenté en figure 3 à la différence que l'interrupteur 38 est remplacé par un interrupteur 72, situé entre le noeud G et un noeud K, l'inductance 32 et le capteur de courant 34 étant montés en série entre le noeud E et le noeud K. L'interrupteur 72 est commandé par le module de commande 36. Le circuit optoélectronique 70 comprend, en outre, une diode 74 montée en parallèle de l'inductance 32. A titre d'exemple, l'anode de la diode 74 est reliée au noeud E et la cathode de la diode 74 est reliée au noeud K. La diode 74 peut être électroluminescente.
De façon avantageuse, le courant circule entre les noeuds G et E toujours dans le même sens de sorte que l'interrupteur 72 peut être un interrupteur unidirectionnel.
Le procédé de commande de l'interrupteur 72 peut être le même que celui décrit précédemment pour l'interrupteur 32 en relation avec le circuit optoélectronique 20. La diode 74 permet d'empêcher l'arrêt du courant circulant dans l'inductance 32 lorsque l'interrupteur 72 est ouvert.
La figure 12 représente un autre mode de réalisation d'un circuit optoélectronique 80. Le circuit optoélectronique 80 comprend l'ensemble des éléments du circuit optoélectronique 20 représenté en figure 3 à la différence que l'interrupteur 38 est remplacé par un premier interrupteur 82, situé sur la branche 22, par exemple entre le noeud E et la diode électroluminescente globale D3, et un deuxième interrupteur 84, situé sur la branche 24, par exemple entre le noeud E et la diode électroluminescente globale D2. A titre de variante, l'interrupteur 82 peut être situé sur la branche 25 et l'interrupteur 84 peut être situé sur la branche 23.
Les interrupteurs 82 et 84 sont commandés par le module de commande 36. De façon avantageuse, le courant circule entre les noeuds E et F et entre les noeuds E et H toujours dans le même sens de sorte que chaque interrupteur 82, 84 peut être un interrupteur unidirectionnel. Le module de commande 36 est, en outre, adapté à détecter le signe de la tension d'alimentation VJJJ. Ceci peut être réalisé par la mesure de la tension aux bornes de l'une des diodes électroluminescentes élémentaires de l'une des diodes électroluminescentes globales D]_ à D4.
Un mode de réalisation du procédé de commande des interrupteurs 82, 84 va être décrit en relation avec les figures 7 et 13.
La tension d'entrée Vj^ croît depuis la valeur nulle à l'instant tg- Les interrupteurs 82 et 84 sont initialement fermés. Les diodes électroluminescentes globales D2 et D3 sont polarisées en direct tandis que les diodes électroluminescentes globales D]_ et D4 sont polarisées en inverse. Lorsque la tension d'entrée Vj^ est suffisamment élevée, à l'instant t]_, le courant commence à circuler entre la borne IN]_ et la borne IN2 en passant successivement par la diode électroluminescente globale D2, l'inductance 32, du noeud G vers le noeud E, et la diode électroluminescente D3.
A l'instant t2, le courant II dépasse le seuil IsuP- -^e module de commande 36 commande alors l'ouverture de l'interrupteur 84, l'interrupteur 82 restant fermé. Le courant II continue alors de circuler au travers de l'inductance II tout en diminuant et traverse successivement les diodes électroluminescentes globales D]_ et D2.
A l'instant t3, le courant II diminue en dessous du seuil I INF- Le module de commande 36 commande alors la fermeture de l'interrupteur 84. Le courant II recommence à circuler tout en s' élevant entre les bornes IN]_ et IN2 en passant successivement par la diode électroluminescente globale D2, l'inductance 32, du noeud G vers le noeud E, et la diode électroluminescente D3. Le courant II continue à augmenter jusqu'à dépasser le seuil IsuP à l'instant tq.
Le cycle entre les instants t2 et t se répète à plusieurs reprises tant que la tension d'entrée Vj^ est suffisamment élevée. Les courants ¾]_, ¾2' ¾3 e^ ¾4 restent alors chacun compris entre I J^F et IsuP-
A l'instant tg, la tension d'entrée Vj^ diminue de sorte que le courant II reste en dessous du seuil IsuP- L'interrupteur 84 reste alors fermé.
A l'instant t-j, la tension d'entrée Vj^ n'est plus suffisamment élevée pour qu'un courant circule entre les bornes d'entrée IN^ et I¾ .
A l'instant tg, la tension d'entrée VJN s'annule et commence une alternance négative. Les interrupteurs 82 et 84 sont fermés. Les diodes électroluminescentes globales D]_ et D4 sont polarisées en direct tandis que les diodes électroluminescentes globales D2 et D3 sont polarisées en inverse. Lorsque la tension d'entrée Vj^ est suffisamment élevée en valeur absolue, à l'instant tg, le courant commence à circuler entre les bornes IN]_ et IN2 en passant successivement par la diode électroluminescente globale D4, l'inductance 32, du noeud G vers le noeud E, et la diode électroluminescente D]_ .
A l'instant t]_g, le courant II dépasse le seuil IsuP- La régulation du courant entre I JNF et IsuP est réalisée comme cela a été décrit précédemment à partir de l'instant t2 à la différence que l'interrupteur 84 reste fermé et l'interrupteur 82 est ouvert.
A l'instant t]_]_, la tension d'entrée Vj^ diminue de sorte que le courant II reste en dessous du seuil IsuP e^ l'interrupteur 84 reste fermé.
A titre de variante, le capteur de courant 34 peut être remplacé par deux capteurs de courant, l'un étant disposé sur la branche 22 ou 25 et l'autre étant disposé sur la branche 23 ou 24. Sur la figure 7, entre les instants tg et t]_, et tg et t]_2 et t]_3, la tension d'entrée VJN n'est pas suffisamment élevée pour que les diodes électroluminescentes globales D]_ et D4 ou D2 et D3 soient passantes. Il n'y a alors pas d'émission lumineuse. Pour réduire la durée des phases d'absence d'émission de lumière, les diodes électroluminescentes élémentaires qui composent chaque diode électroluminescente globale peuvent être reliées les unes aux autres par un réseau d' interrupteurs . Ces interrupteurs sont alors commandés pour modifier la connexion des diodes électroluminescentes élémentaires de façon à modifier la tension de seuil de la diode électroluminescente globale.
La figure 14 représente une mode de réalisation d'une diode électroluminescente globale Dç à tension de seuil variable qui peut correspondre à l'une des diodes électroluminescentes globales D]_, D2 , D3 et D4 décrites précédemment. La diode électroluminescente globale Dç comprend, à titre d'exemple, N diodes électroluminescentes élémentaires d]_, d2, d3 et ά^, N étant un nombre entier, de préférence pair, égal à quatre entre figure 14. La diode électroluminescente globale Dç comprend une anode Aç et une cathode Cç. Chaque diode électroluminescente élémentaire dj_, i étant un nombre entier variant de 1 à N, comprend une anode Aj_ et une cathode Cj_ . Pour i variant de 1 à N-l, l'anode Aj_ est reliée à l'anode Aj_+]_ par un interrupteur SWlj_. Pour i variant de 1 à N-l, la cathode Cj_ est reliée à la cathode j_+ par un interrupteur SW2j_. Pour i variant de 1 à N-l, la cathode Cj_ est reliée à l'anode Aj_+]_ par un interrupteur SW3j_.
Les figures 15 à 18 sont des schémas électriques équivalents de la diode électroluminescente globale Dç de la figure 14 pour différentes configurations de fermeture et d'ouverture des interrupteurs SWlj_, SW2j_ et SW3j_, i variant de 1 à N-l.
En figure 15, les interrupteurs SWlj_ et SW2j_ sont fermés et les interrupteurs SW3j_ sont ouverts pour i variant de 1 à N. Les N diodes électroluminescentes élémentaires dj_ sont alors montées en parallèle. En figure 16, pour i variant de 0 à N/2, les interrupteurs SWl2 +i et SW22 +i sont fermés, les interrupteurs SW32i+i sont ouverts, les interrupteurs SWl2i et SW22i sont ouverts et les interrupteurs SW32 sont fermés. Les diodes électroluminescentes élémentaires dj_ sont montées en parallèle par paires, ces paires étant montées en série.
En figure 17, les interrupteurs SW1]_ et SW2]_ sont fermés, l'interrupteur SW3]_ est ouvert, et pour i variant de 2 à N, les interrupteurs SWlj_ et SW2j_ sont ouverts et l'interrupteur SW3j_ est fermé. Les diodes électroluminescentes élémentaires d]_ et d2 sont montées en parallèle, cette paire étant montée en série avec les autres diodes électroluminescentes élémentaires.
La tension de seuil de la diode électroluminescente globale Dç augmente de la configuration représentée en figure 15 à la configuration représentée en figure 18. De ce fait, les interrupteurs SWlj_, SW2j_ et SW3j_ peuvent être commandés en fonction de la tension d' entrée Vj^ ou en fonction du courant circulant entre les bornes d'entrée IN]_ et I¾ pour passer successivement par les configurations représentées aux figures 15, 16, 17 et 18 lorsque la tension d'entrée Vj^ augmente. A titre d'exemple, le passage d'une configuration à une autre peut être commandé lorsque la tension d'entrée Vj^ dépasse, en valeur absolue, un seuil. A titre d'exemple, le passage d'une configuration à une autre peut être commandé lorsque le courant circulant entre les bornes d'entrée IN]_, I¾ passe en dessous d'un seuil .
De ce fait, la diode électroluminescente globale Dç peut être passante pendant une durée plus longue et la durée d'émission lumineuse du circuit optoélectronique peut être augmentée.
Des modes de réalisation particuliers ont été décrits.
Diverses variantes et modifications apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, dans les modes de réalisation décrits précédemment, le circuit de limitation de courant comprend une inductance 32 montée entre les noeuds E et G. Toutefois, le circuit de limitation de courant peut être réalisé différemment. Il peut notamment comprendre des diodes à courant constant ou CLD (acronyme anglais pour Current Limiting Diode) . En outre, dans les modes de réalisation décrits précédemment, des diodes électroluminescentes globales Dl, D2 , D3 et D4 sont prévues sur chaque branche 22 , 23, 24, 25. Toutefois, à titre de variante, des diodes électroluminescentes globales D]_, D2 peuvent être prévues seulement sur les branches 22 et 23, chaque diode électroluminescente globale D3 et D4 étant remplacée par un interrupteur commandé par le module de commande 36 et qui est ouvert lorsque la diode électroluminescente globale D3 ou D4 qu'il remplace serait polarisée en direct et qui est fermé lorsque la diode électroluminescente globale D3 ou D4 qu' il remplace serait polarisée en inverse au cours de l'évolution de la tension d' entrée VJJJ .

Claims

REVENDICATIONS
1. Circuit optoélectronique (20 ; 60 ; 70 ; 80) comprenant :
des première et deuxième bornes d'entrée (IN]_, I¾) destinées à recevoir une tension alternative (Vj^) ;
un circuit (21) redresseur double alternance comprenant des première, deuxième, troisième et quatrième branches (22, 23, 24, 25) , les première et deuxième branches (22, 23) ayant un premier noeud (F) commun relié à la première borne d'entrée (IN]_) , les troisième et quatrième branches (24, 25) ayant un deuxième noeud (H) commun relié à la deuxième borne d'entrée (∑¾), les première et troisième branches (22, 24) ayant un troisième noeud (E) commun et les deuxième et quatrième branches (23, 25) ayant un quatrième noeud (G) commun, un premier ensemble (D]_) de diodes électroluminescentes (27) montées sur la première branche (22) dans le sens passant du troisième noeud (E) au premier noeud (F) ; et un deuxième ensemble (D2) de diodes électroluminescentes (27) montées sur la deuxième branche (23) dans le sens passant du premier noeud (F) au quatrième noeud (G) ou sur la troisième branche (24) dans le sens passant du troisième noeud (E) au deuxième noeud (H) ; et
un circuit (30) de limitation du courant traversant les diodes électroluminescentes comprenant une inductance (32) montée entre le troisième noeud (E) et le quatrième noeud (G) , un capteur (34) du courant traversant l'inductance et au moins un premier interrupteur (38 ; 72 ; 82, 84) prévu sur l'une des première ou troisième branches (22, 23) , entre les troisième et quatrième noeuds (E, G) , entre la première borne d'entrée (IN]_) et le premier noeud (F) ou entre la deuxième borne d'entrée (∑¾) et le deuxième noeud (H) et un module de commande (36) de l'ouverture et de la fermeture du premier interrupteur, le module de commande étant relié au capteur (34) .
2. Circuit optoélectronique selon la revendication 1, dans lequel le circuit (21) redresseur double alternance comprend, en outre, un troisième ensemble (D3) de diodes électroluminescentes (27) montées sur la troisième branche (24) dans le sens passant du troisième noeud (E) au deuxième noeud (H) .
3. Circuit optoélectronique selon la revendication 2, dans lequel le deuxième ensemble (D2) de diodes électro- luminescentes (27) est monté sur la deuxième branche (23) et dans lequel le circuit (21) redresseur double alternance comprend un quatrième ensemble (D4) de diodes électroluminescentes (27) montées sur la quatrième branche (25) dans le sens passant du deuxième noeud (H) au quatrième noeud (G) .
4. Circuit optoélectronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le circuit (30) de limitation du courant est adapté à maintenir le courant entre un premier seuil (II F) e^ un deuxième seuil Usup) lorsque le premier ensemble (D]_) de diodes électroluminescentes ou le deuxième ensemble (D2) de diodes électroluminescentes est passant.
5. Circuit optoélectronique selon la revendication 4, comprenant, en outre, des moyens pour modifier les premier et deuxième seuils (IINF, ^SUP) ·
6. Circuit optoélectronique selon la revendication 4, dans lequel le circuit (30) de limitation du courant joue le rôle d'un circuit de régulation du courant traversant les diodes électroluminescentes à une consigne de courant.
7. Circuit optoélectronique selon la revendication 4 ou 5, dans lequel le module de commande (36) est adapté à commander l'ouverture du premier interrupteur (38 ; 72 ; 82, 84) lorsque le courant traversant les diodes électroluminescentes (27) du premier ensemble (D]_) ou du deuxième ensemble (D2) est supérieur au premier seuil .
8. Circuit optoélectronique selon la revendication 4 ou 5, dans lequel le module de commande (36) est adapté à commander la fermeture du premier interrupteur (38 ; 72 ; 82, 84) lorsque le courant traversant les diodes électroluminescentes (27) du premier ensemble (D]_) ou du deuxième ensemble (D2) est inférieur au deuxième seuil.
9. Circuit optoélectronique selon la revendication 4 ou 5, dans lequel le premier interrupteur (82) est monté sur la première branche (22) ou la quatrième branche (25) et dans lequel le circuit (30) de limitation de courant comprend un deuxième interrupteur (84) monté sur la deuxième branche (25) ou la troisième branche (24), le module de commande (36) étant adapté à commander l'ouverture du premier interrupteur lorsque le courant traversant les diodes électroluminescentes (27) du premier ensemble (D]_) est supérieur au premier seuil et que la tension alternative (Vj^) est d'un premier signe, et étant adapté à commander l'ouverture du deuxième interrupteur lorsque le courant traversant les diodes électroluminescentes (27) du deuxième ensemble (D2) est supérieur au premier seuil et que la tension alternative est d'un deuxième signe opposé au premier signe.
EP15704577.4A 2014-02-17 2015-02-17 Circuit optoélectronique à diodes électroluminescentes Withdrawn EP3108719A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1451230A FR3017745B1 (fr) 2014-02-17 2014-02-17 Circuit optoelectronique a diodes electroluminescentes
PCT/EP2015/053338 WO2015121502A1 (fr) 2014-02-17 2015-02-17 Circuit optoelectronique a diodes electroluminescentes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3108719A1 true EP3108719A1 (fr) 2016-12-28

Family

ID=51205492

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP15704577.4A Withdrawn EP3108719A1 (fr) 2014-02-17 2015-02-17 Circuit optoélectronique à diodes électroluminescentes

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20160353538A1 (fr)
EP (1) EP3108719A1 (fr)
JP (1) JP2017507490A (fr)
FR (1) FR3017745B1 (fr)
WO (1) WO2015121502A1 (fr)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3042379A1 (fr) * 2015-10-09 2017-04-14 Easii Ic Circuit optoelectronique a diodes electroluminescentes

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2652275A1 (de) * 1976-11-17 1978-05-18 Boehringer Andreas Einrichtung ohne prinzipbedingte verluste zur entnahme von praktisch rein sinusfoermigem, netzfrequentem strom aus wechsel- oder drehspannungsnetzen und zur ueberfuehrung der entnommenen elektrischen energie in galvanisch verbundene gleichspannungssysteme oder gleichspannungszwischensysteme
JPH04150767A (ja) * 1990-10-08 1992-05-25 Fuji Electric Co Ltd スイッチング電源回路
TW200704283A (en) * 2005-05-27 2007-01-16 Lamina Ceramics Inc Solid state LED bridge rectifier light engine
CN101865375B (zh) * 2005-06-28 2013-03-13 首尔Opto仪器股份有限公司 发光装置
TWI378742B (en) * 2005-12-09 2012-12-01 Epistar Corp Multiphase driving method and device for ac_led
EP1923922A1 (fr) * 2006-11-15 2008-05-21 Lemnis Lighting IP GmbH Dispositif d'éclairage amélioré
WO2010106701A1 (fr) * 2009-03-18 2010-09-23 株式会社村田製作所 Convertisseur avec correction du facteur de puissance (pfc)
TW201044912A (en) * 2009-06-08 2010-12-16 Univ Nat Cheng Kung Driving device

Also Published As

Publication number Publication date
FR3017745A1 (fr) 2015-08-21
US20160353538A1 (en) 2016-12-01
FR3017745B1 (fr) 2017-05-19
JP2017507490A (ja) 2017-03-16
WO2015121502A1 (fr) 2015-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR3030157A1 (fr) Circuit de comparaison d'une tension a un seuil
EP3182571A1 (fr) Circuit de redressement à thyristors
FR3027472A1 (fr) Circuit de redressement controle
FR3040839B1 (fr) Convertisseur electronique et systeme d'eclairage comprenant un tel convertisseur
EP3108719A1 (fr) Circuit optoélectronique à diodes électroluminescentes
FR3023119B1 (fr) Circuit optoelectronique a diodes electroluminescentes
EP3332608B1 (fr) Circuit optoélectronique à diodes électroluminescentes
EP3241408A1 (fr) Circuit optoélectronique a diodes électroluminescentes
FR3049421A1 (fr) Circuit optoelectronique comprenant des diodes electroluminescentes
CA2869170C (fr) Generateur de courant et procede de generation d'impulsions de courant
FR3103980A1 (fr) Commande d'interrupteur bidirectionnel
FR2527411A1 (fr) Lampe a incandescence a ballast capacitif
FR2946827A1 (fr) Circuit de commande d'un dispositif d'eclairage a diodes electroluminescentes.
FR3046890A1 (fr) Dispositif d'alimentation electrique
EP3398408B1 (fr) Circuit optoélectronique à diodes électroluminescentes
FR3024010A1 (fr) Dispositif incluant une diode electroluminescente et un transformateur associe
WO2017060657A1 (fr) Circuit optoelectronique a diodes electroluminescentes
FR3057135A1 (fr) Circuit optoelectronique comprenant des diodes electroluminescentes
EP3332607A1 (fr) Circuit optoelectronique à diodes electroluminescentes
WO2016102840A1 (fr) Dispositif de controle pour ligne d'alimentation electrique
WO2021259649A1 (fr) Gradateur électronique
WO2017060658A1 (fr) Circuit optoelectronique a diodes electroluminescentes
FR3105650A1 (fr) Verrouillage de commande d'un interrupteur
FR3060934A1 (fr) Circuit optoelectronique comprenant des diodes electroluminescentes

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20160805

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20180901