RU131266U1

RU131266U1 - LIGHT SOURCE WITH UNIFIED LED MODULE

Info

Publication number: RU131266U1
Application number: RU2012139259/07U
Authority: RU
Inventors: Игорь Валерьевич Ворошилов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Тегас Электрик"
Priority date: 2012-09-13
Filing date: 2012-09-13
Publication date: 2013-08-10

Abstract

1. Источник света, содержащий источник электропитания и светодиодный модуль, на котором размещены светодиоды, по меньшей мере, часть которых включена в последовательную электрическую цепь, подключенную к выводам источника электропитания, с возможностью шунтирования части светодиодов токопроводящими перемычками, отличающийся тем, что источник электропитания выполнен с обеспечением стабилизации выходного тока, а модуль выбран по суммарной номинальной мощности светодиодов, превышающей номинальную мощность источника света.2. Источник света по п.1, отличающийся тем, что светодиоды соединены в две или более последовательные цепи, все цепи соединены между собой параллельно, и в каждой последовательной цепи шунтировано токопроводящими перемычками одинаковое количество светодиодов.3. Источник света по п.1 или 2, отличающийся тем, что шунтированные светодиоды равномерно размещены по длине или поверхности светодиодного модуля.4. Источник света по п.2, отличающийся тем, что группы светодиодов, соответствующие последовательным цепям, размещены на модуле симметрично.5. Источник света по п.4, отличающийся тем, что одноименные выводы симметрично размещенных светодиодов являются однопотенциальными во всех последовательных цепях и, по меньшей мере, часть однопотенциальных выводов светодиодов соединена между собой.1. A light source containing a power source and an LED module on which LEDs are located, at least part of which is included in a series electrical circuit connected to the terminals of the power supply, with the possibility of shunting some of the LEDs with conductive jumpers, characterized in that the power supply is made ensuring the stabilization of the output current, and the module is selected according to the total rated power of the LEDs, exceeding the rated power of the light source. 2. The light source according to claim 1, characterized in that the LEDs are connected in two or more series circuits, all circuits are connected in parallel, and in each series circuit the same number of LEDs is shunted by conductive jumpers. A light source according to claim 1 or 2, characterized in that the shunted LEDs are evenly spaced along the length or surface of the LED module. The light source according to claim 2, characterized in that the groups of LEDs corresponding to the series circuits are arranged symmetrically on the module. The light source according to claim 4, characterized in that the like-named terminals of the symmetrically placed LEDs are single-potential in all series circuits and at least some of the single-potential LED terminals are connected to each other.

Description

Полезная модель относится к осветительной технике, а именно - к осветительным приборам, содержащим светоизлучающие диоды.The utility model relates to lighting equipment, namely, to lighting devices containing light emitting diodes.

Известны светильники модульной конструкции, с возможностью замены отдельных частей: источников питания, светового модуля (Каталог продукции фирмы ООО «ЛюксОН», 2012. Интернет-ресурс ). В известных светильниках, в определенном диапазоне значений номинальной мощности, световые модули могут быть выполнены в одинаковых габаритах, но количество и/или марка светодиодов не одинаковы при разной мощности.Known fixtures of modular design, with the possibility of replacing individual parts: power sources, light module (Product catalog of LLC Luxon LLC, 2012. Internet resource). In well-known luminaires, in a certain range of rated power values, light modules can be made in the same dimensions, but the number and / or brand of LEDs are not the same for different powers.

Отсутствие унификации светодиодных модулей по количеству и марке светодиодов в пределах диапазона значений номинальной мощности светильника является недостатком известных светильников, в частности, при их мелкосерийном производстве.The lack of unification of LED modules by the number and brand of LEDs within the range of the rated power of the lamp is a disadvantage of the known lamps, in particular, in their small-scale production.

Наиболее близкой к предложенному источнику света является известная лампа со светодиодным модулем [патент РФ 108123 U1, МПК F21V 8/00, 2011], выбранная в качестве прототипа полезной модели.Closest to the proposed light source is a well-known lamp with an LED module [RF patent 108123 U1, IPC F21V 8/00, 2011], selected as a prototype of a utility model.

Известная лампа содержит преобразователь напряжения и светодиодный модуль, включающий группу полупроводниковых светоизлучающих кристаллов, по меньшей мере, часть светоизлучающих кристаллов включена в последовательную электрическую цепь, при этом электрическая цепь содержит включенные параллельно части светоизлучающих кристаллов участки шунтирования, имеющие в замкнутом состоянии практически нулевое сопротивление.The known lamp comprises a voltage converter and an LED module including a group of semiconductor light emitting crystals, at least a part of the light emitting crystals is included in the series electrical circuit, while the electric circuit contains shunt sections connected in parallel with the parts of the light emitting crystals, having practically zero resistance in the closed state.

В известной лампе, благодаря возможности шунтирования, можно изменять количество кристаллов, включенных в последовательную цепь, и, соответственно, изменять величину напряжения питания светодиодного модуля, добиваясь лучшей совместимости с преобразователем напряжения, предназначенным для подключения к нему лампы. Если к источнику электропитания подключить несколько таких цепей параллельно, то выбор количества кристаллов, включенных в последовательную цепь, должен осуществляться для каждой цепи самостоятельно, без связи с аналогичной операцией в других цепях.In the known lamp, due to the possibility of shunting, it is possible to change the number of crystals included in the serial circuit, and, accordingly, change the supply voltage of the LED module, achieving better compatibility with a voltage converter designed to connect the lamp to it. If several such circuits are connected to the power supply in parallel, then the choice of the number of crystals included in the serial circuit should be carried out for each circuit independently, without communication with a similar operation in other circuits.

Изменение значения номинальной мощности известной лампы при ее изготовлении возможно только путем применения кристаллов другой марки или путем одновременного изменения параметров источника электропитания и количества кристаллов, включенных в последовательную цепь.Changing the value of the rated power of a known lamp in its manufacture is possible only by using crystals of a different brand or by simultaneously changing the parameters of the power source and the number of crystals included in the serial circuit.

Однако невозможно регулировать мощность известной лампы только путем шунтирования части светодиодов, поскольку источник электропитания является источником напряжения (без стабилизации по току).However, it is impossible to regulate the power of a known lamp only by shunting part of the LEDs, since the power source is a voltage source (without current stabilization).

Предлагаемая полезная модель направлена на унификацию светодиодных модулей в пределах диапазона значений номинальной мощности источников света, а также на расширение арсенала технических средств, обеспечивающих регулирование мощности светодиодных источников света.The proposed utility model is aimed at the unification of LED modules within the range of the nominal power of light sources, as well as expanding the arsenal of technical means for regulating the power of LED light sources.

Технический результат при осуществлении полезной модели заключается в возможности регулирования мощности источника света путем дополнительной коммутации на готовом светодиодном модуле, без изменения других конструктивных элементов и параметров источника света и его компонентов.The technical result in the implementation of the utility model is the ability to control the power of the light source by additional switching on the finished LED module, without changing other structural elements and parameters of the light source and its components.

Указанный результат достигается тем, что источник света, содержащий источник электропитания и светодиодный модуль, на котором размещены светодиоды, по меньшей мере часть которых включена в последовательную электрическую цепь, подключенную к выводам источника электропитания, с возможностью шунтирования части светодиодов токопроводящими перемычками, дополнен новыми признаками:This result is achieved in that the light source containing the power supply and an LED module on which the LEDs are located, at least part of which is included in the serial electrical circuit connected to the terminals of the power supply, with the possibility of shunting part of the LEDs with conductive jumpers, is supplemented with new features:

а) источник электропитания выполнен с обеспечением стабилизации выходного тока;a) the power source is designed to stabilize the output current;

б) светодиодный модуль выбран по суммарной номинальной мощности светодиодов, превышающей номинальную мощность источника света.b) the LED module is selected for the total rated power of the LEDs in excess of the rated power of the light source.

Новые признаки, в совокупности с известными признаками, обеспечивают возможность уменьшения мощности источника света пропорционально доле шунтированных светодиодов (при неизменной величине тока мощность источника света пропорциональна доле светодиодов, оставшихся не шунтированными).The new features, in combination with the known features, provide the possibility of reducing the power of the light source in proportion to the proportion of shunted LEDs (at a constant current, the power of the light source is proportional to the proportion of LEDs remaining unshunted).

При этом номинальный ток светодиодного модуля остается неизменным, соответственно, неизменной остается и яркость светодиодов при работе источника света.In this case, the nominal current of the LED module remains unchanged, respectively, the brightness of the LEDs remains unchanged when the light source is operating.

В частном случае реализации полезной модели светодиоды соединены в две или более последовательные цепи, все цепи соединены между собой параллельно, и выбирают для шунтирования одинаковое количество светодиодов в каждой последовательной цепи.In the particular case of the implementation of the utility model, the LEDs are connected in two or more serial circuits, all circuits are interconnected in parallel, and the same number of LEDs in each serial circuit are selected for shunting.

При этом обеспечивается заявленный технический результат в источниках света с несколькими последовательными цепями светодиодов, подключенных к одному источнику электропитания.This ensures the claimed technical result in light sources with several serial circuits of LEDs connected to the same power source.

В другом частном случае реализации полезной модели выбирают для шунтирования светодиоды, равномерно размещенные по длине или поверхности светодиодного модуля.In another particular case of the implementation of the utility model, LEDs are selected for shunting, evenly spaced along the length or surface of the LED module.

Такое размещение шунтируемых светодиодов улучшает зрительное восприятие источника света, особенно при включении источников света разной мощности в одном помещении, а также улучшает тепловой режим светодиодов.Such placement of shunted LEDs improves the visual perception of the light source, especially when switching on light sources of different power in the same room, and also improves the thermal regime of the LEDs.

В другом частном случае реализации полезной модели группы светодиодов, соответствующие последовательным цепям, размещают на поверхности модуля симметрично. При этом симметрия может быть разного вида: осевая, поворотная и т.д.In another particular case of the implementation of the utility model, groups of LEDs corresponding to series circuits are placed symmetrically on the surface of the module. Moreover, the symmetry can be of different types: axial, rotary, etc.

В результате, на поверхности модуля светодиодам одной последовательной цепи соответствуют симметрично размещенные светодиоды других цепей. Обеспечивается возможность шунтирования светодиодов, симметрично размещенных на поверхности модуля, что улучшает зрительное восприятие источника света, особенно при использовании источников света разной мощности в одном помещении, а также улучшает тепловой режим модуля.As a result, symmetrically placed LEDs of other circuits correspond to the LEDs of one serial circuit on the module surface. It is possible to bypass the LEDs symmetrically placed on the surface of the module, which improves the visual perception of the light source, especially when using light sources of different power in the same room, and also improves the thermal regime of the module.

В другом частном случае реализации полезной модели одноименные выводы симметрично размещенных светодиодов являются однопотенциальными во всех последовательных цепях и, по меньшей мере, часть однопотенциальных выводов светодиодов соединена между собой.In another particular case of the implementation of the utility model, the outputs of the symmetrically placed LEDs of the same name are single-potential in all serial circuits and at least a portion of the single-potential outputs of the LEDs are interconnected.

Эти соединения выполняются при изготовлении светодиодного модуля. В этом частном случае новые признаки в совокупности позволяют уменьшить количество шунтирующих перемычек, устанавливаемых при сборке источника света, при этом автоматически обеспечивается симметрия шунтируемых светодиодов на поверхности модуля.These connections are made in the manufacture of the LED module. In this particular case, the new features together make it possible to reduce the number of shunt jumpers installed during the assembly of the light source, while the symmetry of the shunt LEDs on the module surface is automatically ensured.

Светодиодный модуль с использованием полезной модели может иметь любую форму (линейки, квадрата, круга и т.д.), в соответствии с конструкцией источника света (лампа, линейная лампа, светильник, светодиодная панель и т.д.).The LED module using the utility model can be of any shape (ruler, square, circle, etc.), in accordance with the design of the light source (lamp, linear lamp, lamp, LED panel, etc.).

Светодиоды могут быть отдельными конструктивными единицами или объединены в кластеры, матрицы и т.п.LEDs can be separate structural units or combined in clusters, matrices, etc.

Сущность предложенной полезной модели графическими материалами, где:The essence of the proposed utility model graphic materials, where:

на фиг.1 показана структурная электрическая схема источника света с одной последовательной цепью светодиодов;figure 1 shows a structural electrical diagram of a light source with one series circuit of LEDs;

на фиг.2 - схема соединений и размещения светодиодов в модуле прямоугольной формы с двумя цепями светодиодов;figure 2 - diagram of the connections and placement of LEDs in a rectangular module with two chains of LEDs;

на фиг.3 - принципиальная схема модуля с четырьмя цепями светодиодов;figure 3 is a schematic diagram of a module with four circuits of LEDs;

на фиг.4 - схема соединений и размещения светодиодов в модуле прямоугольной формы с четырьмя цепями светодиодов;figure 4 - diagram of the connections and placement of LEDs in a rectangular module with four chains of LEDs;

Источник света 1 (фиг.1) содержит светодиодный модуль 2 с одной последовательной цепью светодиодов. Выводы 3 и 4 светодиодного модуля 2 подключены к выводам источника электропитания 5, который стабилизирован по выходному току.The light source 1 (Fig. 1) contains an LED module 2 with one serial LED circuit. The findings 3 and 4 of the LED module 2 are connected to the terminals of the power supply 5, which is stabilized by the output current.

На отдельные светодиоды установлены шунтирующие токопроводящие перемычки 6. Возможность установки этих перемычек 6, предусмотрена, например, на одной трети от общего числа светодиодов (возможные перемычки показаны пунктиром).Shunting conductive jumpers 6 are installed on individual LEDs. The possibility of installing these jumpers 6 is provided, for example, on one third of the total number of LEDs (possible jumpers are indicated by a dotted line).

Значения номинальной электрической мощности источника света 1 и светодиодного модуля 2 (без учета погрешности, вносимой возможной нестабильностью тока на выходе источника электропитания 5) связаны соотношением:The values of the nominal electric power of the light source 1 and the LED module 2 (without taking into account the error introduced by the possible instability of the current at the output of the power supply 5) are related by the ratio:

где: P₁ - номинальная мощность источника света;where: P ₁ is the rated power of the light source;

Р₂ - номинальная мощность светодиодного модуля, равная суммарной мощности всех N светодиодов;P ₂ is the nominal power of the LED module, equal to the total power of all N LEDs;

N - общее количество светодиодов в светодиодном модуле;N is the total number of LEDs in the LED module;

n - количество светодиодов, шунтированных токопроводящими перемычками.n is the number of LEDs shunted by conductive jumpers.

Мощность источника света может находиться в диапазоне:The power of the light source can be in the range:

Предпочтительным является диапазон:The preferred range is:

При заданной номинальной мощности источника света, не равной суммарной мощности светодиодов на имеющихся модулях, выбирают светодиодный модуль ближайшей большей мощности. Из соотношения (1) находят расчетное число шунтируемых светодиодов, округляют его до целого значения, выбирают на модуле соответствующее количество светодиодов и устанавливают на них токопроводящие перемычки 6.For a given nominal power of the light source, not equal to the total power of the LEDs on the existing modules, choose the LED module of the nearest higher power. From relation (1), the calculated number of shunted LEDs is found, rounded to the nearest whole value, the corresponding number of LEDs is selected on the module and conductive jumpers 6 are installed on them.

При подключении источника света 1 к электрической сети электрический ток от источника электропитания 5 протекает по последовательной цепи светодиодов светодиодного модуля 2, за исключением шунтированных светодиодов, где ток протекает по перемычкам 6. Так как источник электропитания стабилизирован по выходному току, мощность источника света пропорциональна количеству светодиодов, оставшихся не шунтированными, и определяется по формуле (1).When the light source 1 is connected to the electric network, the electric current from the power supply 5 flows through the serial circuit of the LEDs of the LED module 2, with the exception of shunted LEDs, where the current flows through the jumpers 6. Since the power supply is stabilized by the output current, the power of the light source is proportional to the number of LEDs remaining unshunted, and is determined by the formula (1).

В другом примере светодиодный модуль 7 (фиг.2) имеет прямоугольную форму и содержит две последовательные светодиодные цепи 8 и 9, однополярные выводы которых соединены между собой (соединение с источником электропитания условно не показано).In another example, the LED module 7 (figure 2) has a rectangular shape and contains two consecutive LED circuits 8 and 9, the unipolar terminals of which are interconnected (connection to a power source is not conventionally shown).

Светодиоды равномерно размещены по поверхности модуля 7 и соединены таким образом, что каждому светодиоду цепи 8 на поверхности модуля соответствует симметричный ему (симметрия по отношению к оси 10) светодиод в цепи 9, и одноименные выводы симметрично расположенных светодиодов являются однопотенциальными.The LEDs are evenly placed on the surface of the module 7 and connected in such a way that each LED of the circuit 8 on the surface of the module corresponds to a LED symmetrical to it (symmetry with respect to the axis 10) in the circuit 9, and the outputs of the same name of the symmetrically arranged LEDs are single-potential.

В каждой из двух последовательных цепей выбирают для шунтирования одинаковое количество светодиодов, т.е. количество шунтированных светодиодов (n) кратно двум. На чертеже фиг.2 показано шунтирование перемычками 11 восьми светодиодов.In each of two serial circuits, the same number of LEDs are selected for shunting, i.e. the number of shunted LEDs (n) is a multiple of two. The drawing of figure 2 shows the bridging by jumpers 11 of eight LEDs.

В этом примере так же применимы формулы (1)÷(3), и работа источника света аналогична изложенному выше. Средства выравнивания тока в параллельно соединенных светодиодных цепях не являются предметом полезной модели и здесь не рассматриваются. Выравнивание тока в параллельно соединенных светодиодных цепях может быть выполнено известными средствами, например, сортировкой светодиодов по их вольтамперной характеристике.In this example, formulas (1) ÷ (3) are also applicable, and the operation of the light source is similar to that described above. Means for equalizing the current in parallel connected LED circuits are not the subject of a utility model and are not considered here. The equalization of current in parallel connected LED circuits can be performed by known means, for example, sorting the LEDs according to their current-voltage characteristics.

В третьем примере светодиодный модуль 12 (фиг.3÷4) содержит четыре последовательные светодиодные цепи 13÷16, однополярные выводы которых соединены между собой (соединение с источником электропитания условно не показано).In the third example, the LED module 12 (Fig 3 ÷ 4) contains four consecutive LED circuits 13 ÷ 16, the unipolar terminals of which are interconnected (connection to a power source is not shown conventionally).

Светодиоды равномерно размещены по поверхности модуля 12 прямоугольной формы и соединены таким образом, что каждому светодиоду одной цепи на поверхности модуля соответствуют симметричные ему светодиоды в остальных трех цепях, и одноименные выводы симметрично расположенных светодиодов являются однопотенциальными. Здесь использована поворотная симметрия.The LEDs are evenly placed on the surface of the rectangular module 12 and connected in such a way that each LED on the same circuit on the surface of the module corresponds to symmetrical LEDs in the other three circuits, and the outputs of the same name symmetrically located LEDs are single-potential. Rotational symmetry is used here.

В каждой из последовательных цепей 13÷16 выбирают для шунтирования одинаковое количество светодиодов, т.е. количество шунтированных светодиодов (n) кратно четырем. На чертеже фиг.3 показаны места установки перемычек 17 для шунтирования четырех, восьми, двенадцати или шестнадцати светодиодов, т.е. по одному, два, три или четыре светодиода в каждой из цепей 13÷16 (перемычки 17 условно показаны у светодиодной цепи 16).In each of the series circuits 13 ÷ 16, the same number of LEDs are selected for shunting, i.e. the number of shunted LEDs (n) is a multiple of four. The drawing of figure 3 shows the installation location of jumpers 17 for shunting four, eight, twelve or sixteen LEDs, i.e. one, two, three or four LEDs in each of the circuits 13 ÷ 16 (jumpers 17 are conventionally shown in the LED circuit 16).

Ввиду указанной симметрии, имеется большое число сочетаний шунтируемых светодиодов, что позволяет выбрать те сочетания, которые обеспечивают комфортность при использовании источника света, особенно при включении источников света разной мощности в одном помещении.In view of the indicated symmetry, there are a large number of combinations of shuntable LEDs, which allows you to choose those combinations that provide comfort when using a light source, especially when switching on light sources of different power in the same room.

Однопотенциальные выводы симметрично расположенных светодиодов могут быть соединены перемычками 18 (показаны пунктиром), вследствие чего уменьшается необходимое количество перемычек 17.The single-potential outputs of the symmetrically arranged LEDs can be connected by jumpers 18 (shown by a dotted line), as a result of which the required number of jumpers 17 is reduced.

В этом примере так же применимы формулы (1)÷(3), и работа источника света аналогична изложенному выше.In this example, formulas (1) ÷ (3) are also applicable, and the operation of the light source is similar to that described above.

Примеры выполнения подтверждают возможность достижения заявленных технических результатов, обеспечивающих возможность регулирования мощности источника света путем дополнительной коммутации на готовом светодиодном модуле, без изменения других конструктивных элементов и параметров источника света и его компонентов.The execution examples confirm the possibility of achieving the claimed technical results, providing the ability to control the power of the light source by additional switching on the finished LED module, without changing other structural elements and parameters of the light source and its components.

Указанные примеры не исчерпывают возможные варианты реализации полезной модели, в т.ч. по конкретному выполнению светодиодного модуля и размещению на нем светодиодов.These examples do not exhaust the possible options for implementing the utility model, including on the specific implementation of the LED module and the placement of LEDs on it.

Claims

1. A light source comprising a power source and an LED module on which the LEDs are located, at least some of which are included in a serial electrical circuit connected to the terminals of the power source, with the possibility of shunting part of the LEDs with conductive jumpers, characterized in that the power source ensuring stabilization of the output current, and the module is selected according to the total rated power of the LEDs exceeding the rated power of the light source.

2. The light source according to claim 1, characterized in that the LEDs are connected in two or more consecutive circuits, all circuits are interconnected in parallel, and in each serial circuit the same number of LEDs are shunted by conductive jumpers.

3. The light source according to claim 1 or 2, characterized in that the shunted LEDs are evenly spaced along the length or surface of the LED module.

4. The light source according to claim 2, characterized in that the group of LEDs corresponding to the series circuits are placed symmetrically on the module.

5. The light source according to claim 4, characterized in that the leads of the same name symmetrically placed LEDs are single-potential in all series circuits and at least a portion of the single-potential leads of the LEDs are interconnected.