Brevet FR2922376A1 — publié le 20090417

La présente invention concerne le secteur technique de l'éclairage, à applications diverses en intérieur ou extérieur, particulièrement adaptée pour la protection de luminaires utilisés comme source d'éclairage en grandes surfaces(linéaires, banques froides ou réfrigérées), domestiques et industriels, de couloirs et parking (au sol, au plafond ou aux murs), de vérandas et autres structures démontables tels que chapiteaux et tentes, pour la mise en valeur de peintures et tentures, pour souligner visuellement des réalisations architecturales telles que façades, corniches et arrêtes d'édifices, ou toutes autres applications de cet ordre. Dans la suite, on substitue à l'expression diode électro-luminescente celle abrégée de DEL. Dans le secteur technique en général, le principe générique qui consiste à remplacer les sources lumineuses classiques par des DEL se rencontre fréquemment. On le trouve notamment dans les produits de balisage au sol, balisage au mur, liseuse dans habitacle de véhicule, scialytique chirurgical, éclairage contemporain, et certaines lampes de bureau. Ces appareils intègrent des DEL standard et unique, c'est-à-dire dont la fonction se limite à l'émission de lumière. On connaît encore des réglettes de DEL, intégrant le dispositif d'adaptation d'énergie nécessaire au fonctionnement à leur fonctionnement et éventuellement un dispositif de raccordement électrique de type connecteurs. Ces systèmes de production de lumière comportent dans leur très grande majorité plusieurs DEL agencées en un ou plusieurs circuits, chaque circuit étant lui-même composé de une ou plusieurs leds connectées en série. Les inconvénients de la technologie actuelle résident dans le fait que : les DEL ont des caractéristiques intrinsèques fluctuantes, nécessitant une source d'énergie adaptée pour compenser ces fluctuations, et en particulier un pilotage par courant constant, que le pilotage par courant constant implique une connexion en 30 série des DELs, si bien que si une des DEL ne fonctionne plus, toute la chaîne s'éteint, créant la mise hors service complète du système d'éclairage ou de la branche de DEL qui comporte la DEL défaillante. Il existe donc un besoin important et reconnu pour un dispositif permettant 35 de sécuriser le fonctionnement des systèmes de production de lumière nouvelle génération à base de DEL afin d'éviter l'extinction complète du système que générerait la défaillance d'une seule des DEL. Les problèmes techniques pour réaliser un tel dispositif se détaillent 40 comme suit : - le déclenchement survient sans ajout d'un dispositif de surveillance externe et sans apport d'énergie annexe, ceci afin de rendre le système à DEL autonome, - après déclenchement, la fonction doit être assurée sans apport 45 d'énergie, - le dispositif doit être configurable rapidement pour convenir à tous les types de DEL sur le marché, et à toutes les configurations électriques des DELs en série, - le schéma de câblage doit rester simple afin de ne pas avoir à recourir à 50 l'ajout de composants électroniques supplémentaires de type � cavalier � ou bien à un circuit imprimé autre que � simple face �. Résumé de l'invention : La présente invention concerne un dispositif de surveillance et de protection pour système d'éclairage employant des DEL reliées entre-elles 55 par un substrat de type circuit imprimé, et caractérisé en ce qu'il comporte une fonction supplémentaire câblé en parallèle de ou des éléments DEL à surveiller, non consommatrice d'énergie au repos et de puissance consommée inférieure à celle de la DEL ou du groupement de DEL considéré lorsque cette fonction agit, le semi-conducteur principal de 60 commutation étant de type diode commandée. L'ordre de déclenchement en assurant sa mise en conduction (ci-après appelé pilotage) provient de la détection du changement de la valeur de la tension aux bornes de la DEL ou du groupement de DEL considéré, ce changement intervenant lorsque la DEL entre en défaillance. L'ordre de commande intervient 65 précisément à cet instant, du fait que le circuit de pilotage est choisi pour que la valeur de la tension qui génère l'ordre de commande soit immédiatement supérieure, de l'ordre de 20% et de l'ordre de 6V pour une DEL blanche, à la plus grande des tensions directes du type de DEL ou du groupement de DEL considéré. On entend par DEL une puce semi-70 conductrice encapsulée dans un boîter ou non. L'invention concerne donc la mise en oeuvre du circuit de pilotage calibré à une tension immédiatement supérieure à la tension directe de la DEL ou du groupement de DEL (de l'ordre de 6V pour une DEL blanche dont la tension directe est de 4V), nonobstant le type de DEL, le type de circuit de 75 pilotage utilisé, l'organe de commutation qui lui est associé et leurs aspects physiques respectifs, et câblé en parallèle sur le même substrat que celui de la (des) DEL. Les caractéristiques et avantages de l'invention sont détaillés dans la description qui va suivre, qui réfère au dessin annexé sur lequel : 80 Le figure 1 montre un exemple non limitatif de réalisation du dispositif réalisé à l'aide d'un jeu de composants actifs et passifs, ici composé d'une diode zener et d'une résistance, raccordés en parallèle de l'élément de commutation et d'une DEL, où (4) est le semi-conducteur de commutation, (3) un composant passif, (2) une diode zener et (1) une DEL. 85 Le figure 2 met en situation (1) , (2), (3) et (4) afin de montrer comment par exemple la fonction de court-circuitage peut s'insérer autour de DELs au nombre arbitrairement choisi de deux unités et pour l'exemple, présentées en boîtier, le tout positionné sur un même circuit imprimé (5). La figure 3 montre un élément d'éclairage à base de LEDs connectées en 90 série où 1 représente les LED, (6) la fonction de court-circuitage réalisée par (2)+(3)+(4) en parallèle de (1), (5) le substrat de report commun aux différents éléments, (7) un connecteur d'entrée destinée à recevoir l'alimentation de l'ensemble. L'invention couvre également tous les modes de réalisation du circuit de 95 pilotage et tous les types de semi-conducteur de commutation ainsi que toutes les configurations d'agencement aux bornes d'une DEL qui seront directement accessibles à l'homme de métier à la lecture de la présente demande, de ses connaissances propres, et éventuellement d'essais simples de routine. REVENDICATIONS 1 - Système de court-circuitage d'une DEL ou d'un groupement de DEL visant à assurer la continuité électrique du circuit même si la DEL ou groupement de DEL se trouve en défaillance et en circuit-ouvert, caractérisé en ce que le court-circuit demandé résulte d'une commutation d'un semi-conducteur placé en parallèle de la DEL qui lui est affectée, 2- Système de court-circuitage d'une DEL ou d'un groupement de DEL selon la revendication 1 caractérisé par sa propriété à ne plus nécessiter un apport d'énergie pour son maintien après commutation, 3- Système de court-circuitage d'une DEL ou d'un groupement de DEL selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'un circuit de pilotage comportant un ou plusieurs composants et commandant le semi-conducteur de commutation se trouve également en parallèle de la DEL ou au groupement de DEL qui lui est affectée de sorte à ce que lui soit appliquée la tension directe de la DEL lorsqu'elle est passante dans son sens dit � direct �, 4- Système de court-circuitage d'une DEL ou d'un groupement de DEL selon la revendication 3 caractérisé en ce que la valeur de la tension directe de la DEL ou au groupement de DEL ne provoque pas la mise en service du circuit de pilotage bien que lui fournissant potentiellement l'énergie nécessaire pour le faire et bien qu'appliquée en permanence au circuit de pilotage, 5- Système de court-circuitage d'une DEL selon la revendication 4 caractérisé par le fait qu'une tension immédiatement supérieure à la tension directe de la DEL ou au groupement de DEL, de l'ordre de 20% et de t'ordre de 6V pour une DEL blanche, provoque la mise en service du circuit de pilotage et par conséquence directe le changement d'état du semi-conducteur de commutation réalisant le court-circuit aux bornes de la DEL ou du groupement de DEL, 6- Système de court-circuitage d'une DEL selon la revendication 5 caractérisé par le fait que les connexions des éléments qui composent ledit système partagent le même substrat de connexion 25 que la DEL ou le groupement de DEL considéré.