RU108885U1

RU108885U1 - SOURCE OF OPTICAL RADIATION

Info

Publication number: RU108885U1
Application number: RU2011122260/28U
Authority: RU
Inventors: Игорь Владимирович Антонишен; Александр Александрович Бомбизов; Александр Валерьевич Иванов; Геннадий Робертович Мухин; Артём Юрьевич Олисовец; Василий Иванович Туев; Максим Владимирович Южанин
Priority date: 2011-06-01
Filing date: 2011-06-01
Publication date: 2011-09-27

Abstract

Источник оптического излучения, содержащий группу, состоящую из последовательных цепочек, каждая из которых состоит из встречно параллельно соединенных оптических диодов, стабилизатор тока, включенный последовательно с группой оптических диодов, и две входные клеммы питающего переменного напряжения, отличающийся тем, что стабилизатор тока выполнен из двух частей, каждая из которых содержит полевой транзистор и защитный диод, анод которого соединен с истоком и затвором полевого транзистора, а катод со стоком полевого транзистора, при этом сток первого и сток второго полевых транзисторов соединены с началом и концом группы оптических диодов соответственно, а истоки первого и второго полевых транзисторов подсоединены к входным клеммам. An optical radiation source containing a group consisting of sequential chains, each of which consists of oppositely connected optical diodes, a current stabilizer connected in series with a group of optical diodes, and two input terminals of the supply alternating voltage, characterized in that the current stabilizer is made of two parts, each of which contains a field-effect transistor and a protective diode, the anode of which is connected to the source and gate of the field-effect transistor, and the cathode with the drain of the field-effect transistor, at The volume of the drain of the first and the drain of the second field-effect transistors are connected to the beginning and end of the group of optical diodes, respectively, and the sources of the first and second field-effect transistors are connected to the input terminals.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для освещения различных объектов и в охранных устройствах, в которых используется инфракрасное излучение.The proposed utility model relates to electrical engineering and can be used to illuminate various objects and in security devices that use infrared radiation.

Известен источник оптического излучения, питаемый от сети переменного напряжения, содержащий выпрямитель переменного напряжения, группу последовательно согласно соединенных светодиодов, подключенных к выходу выпрямителя напряжения через резистор, первый конденсатор, включенный параллельно группе последовательно соединенных диодов, второй конденсатор, включенный параллельно входу выпрямителя напряжения, и две цепочки, включенные между входными клеммами устройства и входом выпрямителя, первая из которых состоит из первого резистора, а вторая - из параллельно соединенных второго резистора и третьего конденсатора [1].A known optical radiation source, powered from an AC voltage network, comprising an AC voltage rectifier, a group of series-connected LEDs connected to the output of the voltage rectifier through a resistor, a first capacitor connected in parallel to a group of series-connected diodes, a second capacitor connected in parallel to the input of the voltage rectifier, and two circuits connected between the input terminals of the device and the input of the rectifier, the first of which consists of a first resistor a, and the second from parallel connected second resistor and third capacitor [1].

Недостатком устройства является сложность электрической схемы (схема, в частности, содержит выпрямитель переменного напряжения) и невысокий коэффициент полезного действия из-за рассеивания части мощности на выпрямителе.The disadvantage of this device is the complexity of the electrical circuit (the circuit, in particular, contains an AC voltage rectifier) and a low efficiency due to dissipation of part of the power on the rectifier.

В качестве устройства для стабилизации тока в полупроводниковых излучающих приборах широко используются полевые транзисторы, у которых затвор и исток соединены между собой [2].As a device for stabilizing the current in semiconductor emitting devices, field-effect transistors are widely used, in which the gate and source are interconnected [2].

Недостатком такого стабилизатора тока является невозможность использования его в источниках излучения, питаемых от переменного напряжения.The disadvantage of such a current stabilizer is the inability to use it in radiation sources powered by AC voltage.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели является трехзначный светодиодный светофор, содержащий светодиодную группу, состоящую из последовательно соединенных цепочек, каждая из которых состоит из двух встречно параллельно соединенных светодиодов, и стабилизирующий рабочий ток светодиодов резистор, подключенный последовательно к светодиодной группе [3]. Светофор питается от сети переменного напряжения. Недостатком устройства-прототипа является низкий уровень стабильности излучения и низкая надежность (обусловлена, в частности, низкой стабильностью рабочего тока).Closest to the claimed utility model is a three-digit LED traffic light containing an LED group consisting of series-connected chains, each of which consists of two counter-parallel connected LEDs, and a resistor stabilizing the operating current of the LEDs connected in series with the LED group [3]. The traffic light is powered by AC voltage. The disadvantage of the prototype device is the low level of radiation stability and low reliability (due, in particular, to the low stability of the operating current).

Задача, на достижение которой направлено предлагаемое решение, - увеличение стабильности излучения и увеличение надежности работы источника оптического излучения.The objective to which the proposed solution is directed is to increase the stability of radiation and increase the reliability of the optical radiation source.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в источнике оптического излучения, содержащем группу, состоящую из последовательных цепочек, каждая из которых состоит из встречно параллельно соединенных оптических диодов, стабилизатор тока, включенный последовательно с группой оптических диодов, и две входные клеммы питающего переменного напряжения, стабилизатор тока выполнен из двух частей, каждая из которых содержит полевой транзистор и защитный диод, анод которого соединен с истоком и затвором полевого транзистора, а катод со стоком полевого транзистора, при этом сток первого и сток второго полевых транзисторов соединены с началом и концом группы оптических диодов соответственно, а истоки первого и второго полевых транзисторов подсоединены к входным клеммам.The solution of this problem is achieved by the fact that in the optical radiation source containing a group consisting of sequential chains, each of which consists of oppositely connected optical diodes, a current stabilizer connected in series with a group of optical diodes, and two input terminals of the supply alternating voltage, the stabilizer current is made of two parts, each of which contains a field-effect transistor and a protective diode, the anode of which is connected to the source and gate of the field-effect transistor, and the cathode with ohm FET, the drain of the first and second FET's drain connected to the beginning and end of the group of optical diodes, respectively, and the sources of the first and second FETs are connected to the input terminals.

Схема предлагаемого источника оптического излучения приведена на фиг.1. Она содержит оптические диоды Dl, D2,…, DN, и D1′, D2′,…, DN′, два полевых транзистора VT1 и VT2 и два защитных диода Dз1 и Dз2.A diagram of the proposed optical radiation source is shown in figure 1. It contains optical diodes Dl, D2, ..., DN, and D1 ′, D2 ′, ..., DN ′, two field-effect transistors VT1 and VT2, and two protective diodes Dз1 and Dз2.

Стабилизирующее действие полевого транзистора иллюстрируется графиком, представленным на фиг.2, на котором приведена его выходная вольт-амперная характеристика. При изменении напряжения на транзисторе VT1 или VT2 в пределах от Uнас до Unp, где Цнас - напряжение насыщения, Unp напряжение пробоя, ток через транзистор изменяется незначительно. Этот участок вольт-амперной характеристики и используется для стабилизации тока в оптических диодах D1, D2,…, DN, и D1′, D2′,…, DN′.The stabilizing effect of the field effect transistor is illustrated by the graph shown in figure 2, which shows its output current-voltage characteristic. When the voltage on the transistor VT1 or VT2 changes from Unc to Unp, where Ccn is the saturation voltage, Unp is the breakdown voltage, the current through the transistor changes slightly. This section of the current-voltage characteristic is used to stabilize the current in the optical diodes D1, D2, ..., DN, and D1 ′, D2 ′, ..., DN ′.

Источник оптического излучения работает следующим образом. При положительной полуволне питающего напряжения, поданной на входную клемму, которая соединена с истоком и затвором полевого транзистора VT1 и анодом защитного диода Dз1, относительно другой клеммы, которая, в свою очередь, соединена с истоком и затвором полевого транзистора VT2 и анодом защитного диода Dз2, ток протекает через защитный диод Вз1, оптические диоды D1, D2,…, DN и транзистор VT2.The optical radiation source operates as follows. With a positive half-wave of the supply voltage applied to the input terminal, which is connected to the source and gate of the field-effect transistor VT1 and the anode of the protective diode Dз1, relative to the other terminal, which, in turn, is connected to the source and gate of the field-effect transistor VT2 and the anode of the protective diode Dз2, current flows through the protective diode Vz1, optical diodes D1, D2, ..., DN and transistor VT2.

При отрицательной полуволне питающего напряжения, поданной на входную клемму, которая соединена с истоком, затвором полевого транзистора VT1 и анодом защитного диода Dз1, относительно другой клеммы, которая, в свою очередь, соединена с истоком, затвором полевого транзистора VT2 и анодом защитного диода Dз2, ток протекает через защитный диод Dз2, оптические диоды D1′, D2′,…, DN′ и транзистор VT1.With a negative half-wave of the supply voltage applied to the input terminal, which is connected to the source, the gate of the field effect transistor VT1 and the anode of the protective diode Dз1, relative to the other terminal, which, in turn, is connected to the source, the gate of the field effect transistor VT2 and the anode of the protective diode Dз2, current flows through a protective diode Dз2, optical diodes D1 ′, D2 ′, ..., DN ′ and transistor VT1.

При повышении входного напряжения ток в группе оптических диодов практически не возрастает, так как транзисторы работают в режиме насыщения.With increasing input voltage, the current in the group of optical diodes practically does not increase, since the transistors operate in saturation mode.

Защитные диоды Dз1 и Dз2 предназначены для увеличения коэффициента полезного действия источника оптического излучения, так как обратное сопротивление полевого транзистора больше, чем сопротивление защитного диода, смещенного в прямом направлении, а также для увеличения надежности устройства.The protective diodes Dз1 and Дз2 are designed to increase the efficiency of the optical radiation source, since the inverse resistance of the field-effect transistor is greater than the resistance of the protective diode, biased in the forward direction, as well as to increase the reliability of the device.

Число оптических диодов в группе зависит от напряжения питания.The number of optical diodes in a group depends on the supply voltage.

Экспериментальные исследования устройства, выполненного по схеме, представленной на фиг.1. с использованием полевых транзисторов типа КП303Е и одной ячейки, содержащей два встречно параллельно соединенных светодиода типа АЛ307, показали, что при изменении переменного напряжения источника питания в интервале от 5 В до 15 В амплитудное значение пульсирующего тока в цепи диодов изменялось от 12 мА до 16 мА.Experimental studies of a device made according to the scheme shown in figure 1. using field-effect transistors of type KP303E and one cell containing two counter-parallel connected LEDs of type AL307, it was shown that when the alternating voltage of the power source was varied in the range from 5 V to 15 V, the amplitude value of the ripple current in the diode circuit changed from 12 mA to 16 mA .

Источники информации, использованные при составлении описания полезной модели:Sources of information used in the preparation of the description of the utility model:

1. Пат. РФ № 95214, МПК: Н05В 37/00. Схема подключения светодиодного светового прибора в сеть переменного тока // Кумин A.M. (RU) - Заявл. 17.12.2009, опубл. 10.06.2010.1. Pat. RF № 95214, IPC: Н05В 37/00. Wiring diagram of an LED light fixture in an alternating current network // Kumin A.M. (RU) - Declared 12/17/2009, publ. 06/10/2010.

2. Электронные предохранители и ограничители постоянного и переменного тока. URL: http://lib.qrz.ru/node/9731.2. Electronic fuses and limiters of direct and alternating current. URL: http://lib.qrz.ru/node/9731.

3. Пат. РФ №2239575, МПК: B61L 5/18, G08G 1/095, Н05В 37/00. Трехзначный светодиодный светофор // Сергеев Б.С. (RU), Савельев Е.О. (RU) - заявл. 09.10.2002, опубл. 10.11.2004. - прототип.3. Pat. RF №2239575, IPC: B61L 5/18, G08G 1/095, Н05В 37/00. Three-digit LED traffic light // Sergeev B.S. (RU), Savelyev E.O. (RU) - Declared 10/09/2002, publ. 11/10/2004. - prototype.

Claims

An optical radiation source containing a group consisting of series of chains, each of which consists of oppositely connected optical diodes, a current stabilizer connected in series with a group of optical diodes, and two input terminals of the ac supply voltage, characterized in that the current stabilizer is made of two parts, each of which contains a field-effect transistor and a protective diode, the anode of which is connected to the source and gate of the field-effect transistor, and the cathode with the drain of the field-effect transistor, at the volume of the drain of the first and the drain of the second field-effect transistors are connected to the beginning and end of the group of optical diodes, respectively, and the sources of the first and second field-effect transistors are connected to the input terminals.