RU197227U1

RU197227U1 - ADVERTISING LIGHT PANEL WITH SIDE BACKLIGHT

Info

Publication number: RU197227U1
Application number: RU2020107800U
Authority: RU
Inventors: Григорий Кириллович Иванов
Original assignee: Григорий Кириллович Иванов
Priority date: 2020-02-20
Filing date: 2020-02-20
Publication date: 2020-04-14

Abstract

Полезная модель относится к рекламным световым панелям с торцевой подсветкой, включающим плоский прозрачный пластиковый световод, содержащий светодиодные источники света, световой поток от которых направлен внутрь световода через его торец и подсвечивает светопрозрачный рекламоноситель с задней стороны, при этом светодиоды соединены между собой и имеют контакты для подачи внешнего питания. Решение может быть использовано для подсветки одной рекламной световой панели, а также для целой группы, имеющей параллельное соединение. Согласно полезной модели рекламная световая панель содержит преобразователь напряжения постоянного тока, который с одной стороны имеет контакты для подачи внешнего питания, а с другой стороны имеет контакты для соединения со светодиодами, при этом преобразователь напряжения постоянного тока выполнен с возможностью стабилизации подаваемого на светодиоды тока и возможностью настройки номинального значения тока. Достигаемый технический результат – улучшение эксплуатационных свойств за счет повышения КПД из-за отказа от токоограничительных резисторов на светодиодах и стабилизации свечения светодиодов. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.The invention relates to end-illuminated advertising light panels, including a flat transparent plastic light guide containing LED light sources, the light flux of which is directed into the light guide through its end and illuminates the translucent advertising medium from the back side, while the LEDs are interconnected and have contacts for external power supply. The solution can be used to illuminate a single advertising lightbar, as well as for an entire group having a parallel connection. According to a utility model, the advertising light panel comprises a DC voltage converter, which, on the one hand, has contacts for supplying external power, and on the other hand, has contacts for connecting with LEDs, while the DC-voltage converter is configured to stabilize the current supplied to the LEDs and to setting the nominal current value. The technical result achieved is an improvement in operational properties due to increased efficiency due to the rejection of current-limiting resistors on LEDs and stabilization of the LEDs glow. 2 s.p. f-ly, 3 ill.

Description

Область техники, к которой относится полезная модель.The technical field to which the utility model belongs.

Полезная модель относится к рекламным световым панелям с торцевой подсветкой, включающим светопрозрачный рекламоноситель с информационным/рекламным изображением, плоский прозрачный пластиковый световод, светодиодные источники света, световой поток от которых направлен внутрь световода через его торец и подсвечивает рекламоноситель с задней стороны. При этом светодиоды в источниках света могут быть установлены на общую гибкую либо жесткую печатную плату, посредством которой они электрически соединены между собой и имеют контакты для подачи внешнего питания. Решение может быть использовано для подсветки одной рекламной световой панели, а также для целой группы таких панелей, имеющих параллельное соединение.The utility model relates to end-illuminated advertising light panels, including a translucent advertising medium with an information / advertising image, a flat transparent plastic light guide, LED light sources, the light flux of which is directed into the light guide through its end and illuminates the advertising medium from the back side. In this case, the LEDs in the light sources can be installed on a common flexible or rigid printed circuit board, through which they are electrically connected to each other and have contacts for supplying external power. The solution can be used to illuminate a single advertising light panel, as well as for a whole group of such panels having a parallel connection.

Уровень техники.The prior art.

Известны рекламные световые панели с торцевой подсветкой, включающие плоский прозрачный пластиковый световод, торцы которого соединены со светодиодами, подсвечивающими световод изнутри, при этом светодиоды электрически соединены между собой и имеют контакты для подачи внешнего питания. Традиционно питание в таких конструкциях осуществляется постоянным током со стабилизированным напряжением 12 или 24 В. На подвесной панели обычно питание подводится по металлическим тросам, которые также выполняют функцию подвеса данной панели к потолку. Поскольку данные рекламные панели находятся в зоне доступа людей, то напряжение питания должно быть низким.Known advertising light panels with end lighting, including a flat transparent plastic fiber, the ends of which are connected to the LEDs illuminating the fiber from the inside, while the LEDs are electrically interconnected and have contacts for supplying external power. Traditionally, power in such structures is carried out by direct current with a stabilized voltage of 12 or 24 V. On a suspended panel, power is usually supplied through metal cables, which also perform the function of hanging this panel from the ceiling. Since these ad panels are within the reach of people, the supply voltage should be low.

Светодиоды, являющиеся источником света в панели, нуждаются в питании стабилизированным током, а не напряжением. В рекламных конструкциях вообще и в панелях в частности стабилизация осуществляется просто добавлением токоограничительного резистора в каждую группу из трёх последовательно соединенных светодиодов. То есть источник света в панели представляет собой запитанные от 12В параллельно группы, состоящие из трёх диодов и одного резистора. Если источники рассчитаны на 24 В, то вместо трёх диодов в группе используется шесть диодов, суть при этом не меняется.The LEDs, which are the light source in the panel, need to be supplied with a stabilized current, not voltage. In advertising constructions in general and in panels in particular, stabilization is carried out simply by adding a current-limiting resistor to each group of three series-connected LEDs. That is, the light source in the panel is a group of three diodes and one resistor, powered from 12V in parallel. If the sources are rated at 24 V, then instead of three diodes in the group six diodes are used, the essence remains the same.

Данное классическое решение имеет следующие достоинства:This classic solution has the following advantages:

1. Дешевизна, так как резисторы недорогие.1. Cheap, since resistors are inexpensive.

2. Гибкость в подключении панелей. Можно к одному блоку питания соответствующей мощности подключить несколько рекламных световых панелей сразу, что особенно актуально, если нужно несколько рекламных световых панелей повесить на 2 общих троса (тогда по-другому подключить и не получится).2. Flexibility in connecting panels. It is possible to connect several advertising light panels to one power supply unit of the corresponding power at once, which is especially important if you need to hang several advertising light panels on 2 common cables (then it will not work differently).

Однако есть и существенные недостатки в такой схеме подключения.However, there are significant drawbacks to such a connection scheme.

1. Высокие - порядка 25-35 % от общего энергопотребления панели - потери энергии на резисторах. Мощность, выделяемая на резисторах, никак не участвует в формировании светового потока панели и, таким образом, является паразитной. 1. High - about 25-35% of the total power consumption of the panel - energy loss on resistors. The power allocated to the resistors does not participate in the formation of the luminous flux of the panel and, thus, is spurious.

2. В реальных конструкциях существуют немалые потери напряжения между блоком питания и светодиодными источниками, поэтому до них доходит ток напряжением не 12 В, а от 9,5 В до 11,5 В. Это зависит от длины стальных тросов, по которым питается панель, и других условий подключения. 2. In real designs, there are considerable voltage losses between the power supply and LED sources, so they reach a voltage of not 12 V, but from 9.5 V to 11.5 V. This depends on the length of the steel cables that feed the panel, and other connection conditions.

Из-за этого получается, что чем больше падение напряжения на подводящей арматуре в данном конкретном случае, тем меньше падение напряжения на самом источнике света и, как следствие, тем меньше ток через светодиоды. То есть стабилизация тока очень плохая. Ток через панель может упасть до 50% от расчетного, а значит и яркость свечения снизится в той же степени, т.к. световой поток светодиода приблизительно прямо пропорционален току, текущему через светодиод. Снижение яркости означает ухудшение эксплуатационных свойств световой панели.Because of this, it turns out that the larger the voltage drop across the supply armature in this particular case, the smaller the voltage drop across the light source itself and, as a consequence, the lower the current through the LEDs. That is, current stabilization is very poor. The current through the panel can drop up to 50% of the calculated one, which means that the brightness of the glow will decrease to the same extent, because The luminous flux of the LED is approximately directly proportional to the current flowing through the LED. A decrease in brightness means a deterioration in the performance of the light panel.

Известна из уровня техники рекламная световая панель с торцевым вводом излучения, включающая световод, имеющий торец, источники света, размещенные вблизи упомянутого торца таким образом, что во включенном состоянии по меньшей мере часть светового потока попадает в упомянутый торец, а также корпус, при этом светодиоды соединены между собой и имеют контакты для подачи внешнего питания, описанная в заявке на патент на изобретение РФ № 2016136405, от 2016.09.09 опубликован в 2018.01.12 году.Known from the prior art, an advertising light panel with an end input of radiation, including a light guide having an end face, light sources located near said end face so that when turned on, at least part of the light flux enters the said end face, as well as the housing, and the LEDs interconnected and have contacts for external power supply, described in the patent application for the invention of the Russian Federation No. 2016136405, dated 2016.09.09 published in 2018.01.12.

Данный уровень техники является наиболее близким по технической сущности к заявленной полезной модели и взят за прототип к предлагаемой полезной модели.This level of technology is the closest in technical essence to the claimed utility model and is taken as a prototype to the proposed utility model.

Недостатки данного прототипа перечислены выше, это низкие эксплуатационные свойства за счет невысокого КПД, отсутствие стабилизации свечения светодиодов.The disadvantages of this prototype are listed above, these are low performance due to low efficiency, lack of stabilization of the LEDs.

Раскрытие полезной модели.Disclosure of a utility model.

Опирающееся на это оригинальное наблюдение настоящая полезная модель, главным образом, имеет целью предложить рекламную световую панель с торцевой подсветкой, включающую плоский прозрачный пластиковый световод, светодиодные источники света, световой поток от которых направлен внутрь световода через его торец и подсвечивает светопрозрачный рекламоноситель с задней стороны, при этом светодиоды соединены между собой и имеют контакты для подачи внешнего питания, позволяющую как минимум сгладить, по меньшей мере, один из указанных выше недостатков, а именно обеспечить улучшение эксплуатационных свойств за счет повышения КПД из-за отказа от токоограничительных резисторов в составе источников света и стабилизации свечения светодиодов на заданном уровне, что и является поставленной технической задачей полезной модели.Based on this original observation, this true utility model is mainly intended to offer an advertising light panel with end illumination, including a flat transparent plastic light guide, LED light sources, the light flux from which is directed inside the light guide through its end and illuminates the translucent advertising medium from the back side, in this case, the LEDs are interconnected and have contacts for supplying external power, which allows at least to smooth at least one of the above abundance, namely to provide improved performance properties by increasing the efficiency due to the failure of current-limiting resistors are composed of light sources and stabilizing the LEDs at a predetermined level, which is the technical problem of the utility model.

Для достижения этой цели рекламная световая панель содержит преобразователь напряжения постоянного тока, который с одной стороны имеет контакты для подачи внешнего питания, а с другой стороны имеет контакты для соединения со светодиодами, при этом преобразователь напряжения постоянного тока выполнен с возможностью стабилизации подаваемого на светодиоды тока и возможностью настройки номинального значения тока.To achieve this, the advertising light panel includes a DC voltage converter, which on the one hand has contacts for supplying external power, and on the other hand has contacts for connecting with LEDs, while the DC voltage converter is configured to stabilize the current supplied to the LEDs and the ability to configure the nominal current value.

Благодаря таким выгодным характеристикам появляется возможность улучшить эксплуатационные свойства за счет повышения КПД. Действительно, за счет предлагаемых признаков рекламная световая панель получает стабилизированный ток, который с высокой точностью настраивается под количество светодиодов в панели. Надобность в токоограничивающих резисторах в составе источников света отпадает, и они исключаются из конструкции. В итоге в данном случае мы избавляемся от указанных выше недостатков:Thanks to such advantageous characteristics, it becomes possible to improve operational properties by increasing efficiency. Indeed, due to the proposed features, the advertising light panel receives a stabilized current, which is highly accurately tuned to the number of LEDs in the panel. The need for current-limiting resistors in the composition of light sources disappears, and they are excluded from the design. As a result, in this case we get rid of the above disadvantages:

1. Отсутствуют потери на резисторах, за счет чего КПД источников света выше примерно на 30%. 1. There are no losses on the resistors, due to which the efficiency of light sources is higher by about 30%.

2. Вне зависимости от потерь напряжения на подводящей арматуре, ток через диоды стабилизирован и, следовательно, рекламная световая панель всегда имеет свечение одинаковой яркости.2. Regardless of voltage losses at the supply armature, the current through the diodes is stabilized and, therefore, the advertising light panel always has a glow of the same brightness.

Существует преимущественный вариант полезной модели, при котором преобразователь напряжения постоянного тока и блок защиты от переполюсовки выполнены на одной печатной плате и представляют собой единый модуль.There is an advantageous variant of the utility model, in which the DC-DC voltage converter and the reverse polarity protection unit are made on one printed circuit board and represent a single module.

Благодаря такой выгодной характеристике появляется возможность обеспечить защиту устройства от неправильного подключения пользователем, при котором перепутаны полюса, а также улучшить эксплуатационные характеристики панели в виде снятия с пользователя обязанности обращать внимание на полярность подключения при эксплуатации панели. Наличие блока защиты от переполюсовки позволяет панели одинаково эффективно работать как при подключении с прямой полярностью, так и с обратной.Due to this advantageous characteristic, it becomes possible to protect the device from improper user connection, in which the poles are reversed, and also to improve the operational characteristics of the panel in the form of removing from the user the obligation to pay attention to the polarity of the connection during panel operation. The presence of a reverse polarity protection unit allows the panel to work equally effectively both when connected with direct polarity and with reverse.

Существует и такой преимущественный вариант полезной модели, при котором блок защиты от переполюсовки выполнен в виде самостоятельного модуля, к которому параллельно подключены несколько независимых преобразователей напряжения постоянного тока, которые установлены в той же рекламной световой панели.There is also such an advantageous variant of the utility model, in which the reverse polarity protection unit is made in the form of an independent module, to which several independent DC-DC voltage converters are installed, which are installed in the same advertising light panel.

Благодаря такой выгодной характеристике появляется возможность оптимизации рассеивания тепла в панели, либо подачи на светодиодные источники суммарного тока большего значения, чем расчетный максимальный ток единичного преобразователя. Также это приводит к снижению экономических издержек по сравнению со случаем установки в панель нескольких единых модулей «преобразователь+блок защиты от переполюсовки».Due to this advantageous characteristic, it is possible to optimize heat dissipation in the panel, or to supply to the LED sources a total current of a greater value than the calculated maximum current of a single converter. This also leads to lower economic costs compared with the case of installing several integrated modules "converter + polarity protection block" into the panel.

Совокупность существенных признаков предлагаемой полезной модели неизвестна из уровня техники для устройств аналогичного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для полезной модели.The set of essential features of the proposed utility model is unknown from the prior art for devices of similar purpose, which allows us to conclude that the criterion of "novelty" for the utility model is met.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Другие отличительные признаки и преимущества полезной модели ясно вытекают из описания, приведенного ниже для иллюстрации и не являющегося ограничительным, со ссылками на прилагаемые рисунки, на которых:Other distinguishing features and advantages of the utility model clearly follow from the description below for illustration and not being restrictive, with reference to the accompanying drawings, in which:

- фигура 1 схематично изображает структурную схему устройства рекламной световой панели с торцевой подсветкой, согласно полезной модели, в варианте 1- figure 1 schematically depicts a structural diagram of an advertising light panel device with end lighting, according to a utility model, in embodiment 1

- фигура 2 схематично изображает структурную схему устройства рекламной световой панели с торцевой подсветкой, согласно полезной модели, в варианте 2- figure 2 schematically depicts a block diagram of an advertising light panel device with end lighting, according to a utility model, in embodiment 2

- фигура 3 изображает принципиальную электрическую схему преобразователя напряжения постоянного тока, и принципиальную электрическую схему блока защиты от переполюсовки, объединенных в один модуль.- figure 3 depicts a circuit diagram of a DC / DC voltage converter, and a circuit diagram of a polarity protection unit combined into one module.

Согласно Фигуре 1 рекламная световая панель с торцевой подсветкой включает прозрачный пластиковый световод 5, торцы которого соединены со светодиодами 3, подсвечивающими световод изнутри, при этом светодиоды соединены между собой и имеют контакты для подачи внешнего питания. Рекламная световая панель содержит преобразователь напряжения постоянного тока 6, выполненный на одной печатной плате с блоком защиты от переполюсовки и представляющий с ним единый модуль, который с одной стороны имеет контакты для подачи внешнего питания и электрически соединен с токоведущими тросами 4, а с другой стороны имеет контакты для соединения со светодиодами 3, при этом преобразователь напряжения постоянного тока 6 выполнен с возможностью стабилизации подаваемого на светодиоды 3 тока и возможностью настройки номинального значения тока.According to Figure 1, an advertising light panel with end lighting includes a transparent plastic light guide 5, the ends of which are connected to the LEDs 3, illuminating the light guide from the inside, while the LEDs are interconnected and have contacts for supplying external power. The advertising light panel contains a DC-DC voltage converter 6, made on one printed circuit board with a reverse polarity protection unit and representing a single module with it, which on the one hand has contacts for supplying external power and is electrically connected to current-carrying cables 4, and on the other hand has contacts for connection with the LEDs 3, while the DC voltage Converter 6 is configured to stabilize the current supplied to the LEDs 3 and the ability to configure the nominal value current values.

Преобразователь напряжения постоянного тока соединен с блоком защиты от переполюсовки 6.The DC voltage Converter is connected to the protection unit against reverse polarity 6.

Фигура 2 изображает рекламную световую панель с торцевой подсветкой, содержащую самостоятельные (отдельные от блока защиты от переполюсовки 6.2) преобразователи напряжения постоянного тока 6.1Figure 2 depicts an advertising light panel with end lighting, containing independent (separate from the block of protection against reverse polarity 6.2) DC voltage converters 6.1

Блок защиты от переполюсовки 6.2 параллельно соединен с дополнительными независимыми преобразователями 6.1 напряжения постоянного тока, которые установлены в той же рекламной световой панели.The reverse polarity protection unit 6.2 is connected in parallel with additional independent DC-DC converters 6.1, which are installed in the same advertising light panel.

Согласно фигуре 3 внешнее напряжение питания, подключенное к рекламной световой панели, сначала попадает на блок защиты от переполюсовки. Для снижения потерь данный блок выполнен в виде синхронного транзисторного выпрямителя на двух MOSFET с n-каналом (VT1, VT2) и двух MOSFET с p-каналом (VT3, VT4), управляемых с помощью стабилитронов (VD1-VD4). В зависимости от полярности исходного питающего напряжения, ток потечет через блок защиты от переполюсовки через одну либо через другую пару MOSFET, и в конечном итоге на выходе из блока защиты от переполюсовки получится напряжение с заданной полярностью.According to figure 3, the external supply voltage connected to the advertising light panel first falls on the protection block against reverse polarity. To reduce losses, this unit is designed as a synchronous transistor rectifier on two MOSFETs with an n-channel (VT1, VT2) and two MOSFETs with a p-channel (VT3, VT4), controlled by zener diodes (VD1-VD4). Depending on the polarity of the initial supply voltage, the current will flow through the polarity protection block through one or another MOSFET pair, and ultimately a voltage with a given polarity will be obtained at the output from the polarity protection block.

Далее напряжение питания поступает на преобразователь напряжения постоянного тока. Это известная из уровня техники конструкция, называемая в англоязычной литературе buck converter (step-down converter). В предлагаемой конструкции силовой ключ VT5 контролируется микросхемой D1 в зависимости от параметров тока, протекающих через нагрузку (светодиоды LED), индуктивности L1-L4 и диоды Шоттки (VD5-VD6). Параметры тока нагрузки определяются микросхемой при помощи анализа падения напряжения на токочувствительном резисторе R5. Конкретное номинальное значение тока задается с помощью регулирования сопротивления Radj.Next, the supply voltage is supplied to the DC voltage Converter. This is a prior art design called buck converter (step-down converter) in the English literature. In the proposed design, the VT5 power switch is controlled by the D1 chip, depending on the parameters of the current flowing through the load (LEDs), inductors L1-L4 and Schottky diodes (VD5-VD6). The parameters of the load current are determined by the microcircuit by analyzing the voltage drop across the current-sensitive resistor R5. The specific current rating is set by adjusting the resistance Radj.

Осуществление полезной модели (вариант с отдельным модулем защиты от переполюсовки).Implementation of a utility model (option with a separate module for protection against reverse polarity).

Рекламная световая панель с торцевой подсветкой используется следующим образом. (Приводится не ограничивающий применения полезной модели пример использования). Advertising light panel with end lighting is used as follows. (A non-limiting example of a utility model is given).

Этап 1. Соединяют источник внешнего питания через токоведущие тросы 4 с блоком защиты от переполюсовки 6.2.Stage 1. Connect the external power source through current-carrying cables 4 with the block of protection against reverse polarity 6.2.

Этап 2. Соединяют блок защиты от переполюсовки 6.2 с преобразователями 6.1 напряжения постоянного тока, которые в свою очередь соединяют со светодиодами 3.Stage 2. Connect the block of protection against reverse polarity 6.2 with converters 6.1 DC voltage, which in turn is connected to the LEDs 3.

Этап 3. Подают питание, в результате чего преобразователь с понижением напряжения обеспечивает стабилизацию тока на светодиодах.Stage 3. They supply power, as a result of which the converter with voltage reduction provides stabilization of the current on the LEDs.

Этап 4. Светодиоды освещают торец плоского световода 5, в качестве которого может быть использован тонкий лист акрилового стекла с нанесенными точками. За счет этого свет равномерно распределяется по всей площади рекламной световой панели и подсвечивает светопрозрачный рекламоноситель 2.Stage 4. The LEDs illuminate the end of the flat fiber 5, which can be used as a thin sheet of acrylic glass with printed dots. Due to this, the light is evenly distributed over the entire area of the advertising light panel and illuminates the translucent advertising medium 2.

Промышленная применимость.Industrial applicability.

Рекламная световая панель с торцевой подсветкой может быть осуществлена специалистом на практике и при осуществлении обеспечивает реализацию заявленного назначения. Возможность осуществления специалистом на практике следует из того, что для каждого признака, включённого в формулу полезной модели на основании описания, известен материальный эквивалент, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость» для полезной модели и критерию «полнота раскрытия» для полезной модели.An advertising light panel with end lighting can be carried out by a specialist in practice and, when implemented, ensures the implementation of the declared purpose. The possibility of being implemented by a specialist in practice follows from the fact that for each feature included in the utility model formula based on the description, the material equivalent is known, which allows us to conclude that the criterion of “industrial applicability” for the utility model and the criterion of “completeness of disclosure” for the utility model are met .

В соответствии с предложенной полезной моделью заявителем был изготовлен опытный образец предлагаемого рекламной световой панели с торцевой подсветкой. Опытная эксплуатация предлагаемого устройства показала, что:In accordance with the proposed utility model, the applicant made a prototype of the proposed advertising light panel with end lighting. Pilot operation of the proposed device showed that:

1. Отсутствуют потери на резисторах, за счет чего КПД выше примерно на 30%. 1. There are no losses on the resistors, due to which the efficiency is higher by about 30%.

2. Вне зависимости от потерь напряжения на подводящих тросах, ток через диоды стабилизирован и, следовательно, рекламная световая панель всегда выдает одинаковое свечение.2. Regardless of voltage losses on the supply cables, the current through the diodes is stabilized and, therefore, the advertising light panel always gives the same glow.

Все это, в конечном счете, обеспечивает выполнение достигаемого технического результата – улучшение эксплуатационных свойств за счет повышения КПД из-за отказа от токоограничительных резисторов в светодиодных источниках света и стабилизации свечения светодиодов.All this, ultimately, ensures the achievement of the technical result achieved - improving operational properties by increasing efficiency due to the rejection of current-limiting resistors in LED light sources and stabilizing the glow of LEDs.

Claims

1. An advertising light panel with end illumination, including a flat transparent plastic light guide containing LED light sources, the light flux from which is directed into the light guide through its end and illuminates the translucent advertising medium from the back side, while the LEDs are interconnected and have contacts for external power supply, characterized in that the advertising light panel comprises a DC voltage converter, which on the one hand has contacts for supplying external power, and on the other hand, it has contacts for connecting with the LEDs, while the DC-DC voltage converter is configured to stabilize the current supplied to the LEDs and to adjust the nominal current value.

2. The advertising light panel according to claim 1, characterized in that the DC-voltage converter and the reverse polarity protection unit are made on one printed circuit board and constitute a single module.

3. The advertising light panel according to claim 2, characterized in that the reverse polarity protection unit is made in the form of an independent module to which several independent DC-DC voltage converters are connected in parallel, which are installed in the same advertising light panel.