RU158495U1

RU158495U1 - SOURCE OF OPTICAL RADIATION

Info

Publication number: RU158495U1
Application number: RU2015126172/28U
Authority: RU
Inventors: Евгений Михайлович Силкин
Original assignee: Евгений Михайлович Силкин
Priority date: 2015-06-30
Filing date: 2015-06-30
Publication date: 2016-01-10

Abstract

Источник оптического излучения, содержащий однофазный мост на четырех диодах, входные выводы которого подключены к входным выводам источника через защитный элемент, а выходные выводы зашунтированы конденсатором, резистором и последовательной цепью из второго конденсатора, пятого диода и третьего конденсатора, анод пятого диода соединен с катодом шестого диода, анод шестого диода подключен к отрицательному выходному выводу моста, а катод пятого диода соединен с анодом седьмого диода, катод седьмого диода подключен к положительному выходному выводу моста, аналоговый контроллер постоянного тока, имеющий выводы CS, GND и вывод DRAIN, вывод DRAIN которого соединен с положительным выходным выводом моста через вторую последовательную цепь из дросселя и одного или нескольких светодиодов, или светодиодных матриц, или светодиодных линеек, соединенных электрически последовательно или параллельно, или последовательно-параллельно, или соединен непосредственно, а вывод GND контроллера подключен к отрицательному выходному выводу моста непосредственно, или, соответственно, подключен через вторую последовательную цепь, вывод CS контроллера соединен с выводом GND через второй резистор, вторая последовательная цепь зашунтирована встречно восьмым диодом, а светодиод или несколько светодиодов, или светодиодных матриц, или светодиодных линеек, соединенных электрически последовательно или параллельно, или последовательно-параллельно, зашунтированы четвертым конденсатором и третьим резистором.An optical radiation source containing a single-phase bridge with four diodes, the input terminals of which are connected to the input terminals of the source through a protective element, and the output terminals are shunted by a capacitor, resistor, and series circuit from a second capacitor, a fifth diode, and a third capacitor, the anode of the fifth diode connected to the cathode of the sixth the diode, the anode of the sixth diode is connected to the negative output terminal of the bridge, and the cathode of the fifth diode is connected to the anode of the seventh diode, the cathode of the seventh diode is connected to the positive output one pin of the bridge, an analog DC controller having pins CS, GND and a DRAIN pin, the DRAIN pin of which is connected to the positive output pin of the bridge through a second serial circuit from the inductor and one or more LEDs, or LED arrays, or LED strips, connected electrically in series or parallel, or serial-parallel, or connected directly, and the GND terminal of the controller is connected to the negative output terminal of the bridge directly, or, respectively, is connected to Without a second serial circuit, the CS output of the controller is connected to the GND terminal through a second resistor, the second serial circuit is shunted in the opposite direction with the eighth diode, and the LED or several LEDs, or LED arrays, or LED strips connected electrically in series or in parallel, or in series-parallel, are bridged a fourth capacitor and a third resistor.

Description

Полезная модель относится к светотехнике и может быть использована при проектировании новых энергоэффективных интегрированных источников оптического излучения с повышенным сроком службы, универсальных, предназначенных как для внутренней, так и для наружной установки, имеющих высокие коэффициенты полезного действия и мощности, и низкие уровни электромагнитных помех и пульсаций светового потока. Полезная модель направлена на повышение коэффициента полезного действия устройства.The utility model relates to lighting engineering and can be used in the design of new energy-efficient integrated sources of optical radiation with increased service life, universal, designed for both indoor and outdoor installations, with high efficiency and power, and low levels of electromagnetic interference and ripple luminous flux. The utility model is aimed at increasing the efficiency of the device.

Известен источник оптического излучения, содержащий однофазный мост на четырех диодах, входные выводы которого подключены к входным выводам источника через защитный элемент, а выходные выводы зашунтированы конденсатором, аналоговый контроллер постоянного тока, имеющий выводы REXT и GND, и вывод OUT, вывод OUT которого соединен с положительным выходным выводом моста через последовательную цепь из нескольких светодиодных матриц, вывод GND контроллера подключен к отрицательному выходному выводу моста, а вывод REXT соединен с выводом GND через резистор (SM2082B Single Channel LED Constant Current Driver (datasheet)// www.dianyua-nic.com).A known optical radiation source containing a single-phase bridge with four diodes, the input terminals of which are connected to the input terminals of the source through a protective element, and the output terminals are shunted by a capacitor, an analog DC controller having REXT and GND terminals, and an OUT terminal, the OUT terminal of which is connected to a positive bridge output terminal through a serial circuit of several LED arrays, the GND terminal of the controller is connected to the negative bridge output terminal, and the REXT terminal is connected to the GND terminal through a res op (SM2082B Single Channel LED Constant Current Driver (datasheet) // www.dianyua-nic.com).

Недостатком известного источника оптического излучения является низкий коэффициент полезного действия, который может достигать величины не более 50-70%. В источнике используется линейный контроллер, в котором значительны потери на активных элементах, что обусловлено принципом его действия. Снижение пульсаций светового потока за счет увеличения емкости конденсатора приводят к снижению коэффициента мощности, возрастанию коэффициента гармоник и броска пускового тока, а также к росту эффектовного входного тока. Все это увеличивает потери в устройстве и ведет к дальнейшему снижению коэффициента полезного действия.A disadvantage of the known source of optical radiation is the low efficiency, which can reach a value of not more than 50-70%. The source uses a linear controller, in which significant losses on the active elements, due to the principle of its action, are significant. A decrease in the ripple of the light flux due to an increase in the capacitance of the capacitor leads to a decrease in the power factor, an increase in the harmonic coefficient and inrush current of the inrush current, and also to an increase in the effective input current. All this increases the loss in the device and leads to a further decrease in the efficiency.

Известен источник оптического излучения, содержащий однофазный мост на четырех диодах, входные выводы которого подключены к входным выводам источника через защитный элемент, а выходные выводы зашунтированы конденсатором, аналоговый контроллер постоянного тока, имеющий выводы CS, GND и вывод DRAIN, вывод DRAIN которого соединен с положительным выходным выводом моста через последовательную цепь из дросселя и нескольких светодиодных матриц, а вывод GND контроллера подключен к отрицательному выходному выводу моста непосредственно, вывод CS контроллера соединен с выводом GND через резистор, последовательная цепь зашунтирована встречно пятым диодом, а схема из нескольких светодиодных матриц зашунтирована вторым конденсатором (ВР2831А Non-isolated Buck Offline LED Driver // www.bpsemi.com)A known optical radiation source containing a single-phase bridge with four diodes, the input terminals of which are connected to the input terminals of the source through a protective element, and the output terminals are shunted by a capacitor, an analog DC controller having CS, GND and DRAIN terminals, whose DRAIN terminal is connected to the positive bridge output via a serial circuit from the inductor and several LED arrays, and the GND controller output is connected to the negative bridge output directly, CS control output Teller terminal is connected to GND via a resistor series circuit shunted counter fifth diode, and the circuit of several LED arrays shunted with a second capacitor (VR2831A Non-isolated Buck Offline LED Driver // www.bpsemi.com)

Недостатком известного источника оптического излучения является низкий коэффициент полезного действия, который может достигать величины не более 70-75%. В источнике используется импульсный контроллер, в котором относительно уменьшены потери на активных элементах, что обусловлено принципом его действия. Однако фильтрация выпрямленного напряжения и снижение пульсаций светового потока за счет увеличения емкости конденсатора приводят к снижению коэффициента мощности, возрастанию коэффициента гармоник и броска пускового тока, а также к росту эффективного входного тока. Все это увеличивает потери в устройстве и ведет к снижению коэффициента полезного действия.A disadvantage of the known source of optical radiation is the low efficiency, which can reach a value of not more than 70-75%. The source uses a pulse controller, in which losses on active elements are relatively reduced, due to the principle of its action. However, filtering the rectified voltage and reducing the ripple of the light flux by increasing the capacitance of the capacitor lead to a decrease in the power factor, an increase in the harmonic coefficient and inrush current of the inrush current, and also to an increase in the effective input current. All this increases the loss in the device and leads to a decrease in efficiency.

Известен источник оптического излучения, содержащий однофазный мост на четырех диодах, входные выводы которого подключены к входным выводам источника через защитный элемент, а выходные выводы зашунтированы конденсатором, аналоговый контроллер постоянного тока, имеющий выводы CS, GND и вывод DRAIN, вывод DRAIN которого соединен с положительным выходным выводом моста непосредственно, а вывод GND контроллера подключен к отрицательному выходному выводу моста через последовательную цепь из дросселя и нескольких светодиодных матриц, вывод CS контроллера соединен с выводом GND через резистор, последовательная цепь зашунтирована встречно пятым диодом, а схема из нескольких светодиодных матриц зашунтирована вторым конденсатором и вторым резистором (SM7315P LED Driver // www.dianyua-nic.com\SM7315P Datasheet PDF-GOSTON.htm).A known optical radiation source containing a single-phase bridge with four diodes, the input terminals of which are connected to the input terminals of the source through a protective element, and the output terminals are shunted by a capacitor, an analog DC controller having CS, GND and DRAIN terminals, whose DRAIN terminal is connected to the positive the output terminal of the bridge directly, and the terminal GND of the controller is connected to the negative output terminal of the bridge through a serial circuit from the inductor and several LED arrays, CS control output Teller terminal is connected to GND via a resistor series circuit shunted counter fifth diode, and the circuit of several LED arrays shunted with a second capacitor and a second resistor (SM7315P LED Driver // www.dianyua-nic.com \ SM7315P Datasheet PDF-GOSTON.htm).

Известный источник оптического излучения является наиболее близким по технической сущности к полезной модели и выбран в качестве прототипа.A known source of optical radiation is the closest in technical essence to a utility model and is selected as a prototype.

Недостатком известного источника оптического излучения является низкий коэффициент полезного действия, который может достигать величины не более 70-75%. В источнике также используется импульсный контроллер, в котором относительно уменьшены потери на активных элементах, что обусловлено принципом его действия. Однако фильтрация выпрямленного напряжения и снижение пульсаций светового потока за счет увеличения емкости конденсатора приводят к снижению коэффициента мощности, возрастанию коэффициента гармоник и броска пускового тока, а также к росту эффективного входного тока. Все это увеличивает потери в устройстве и ведет к снижению коэффициента полезного действия.A disadvantage of the known source of optical radiation is the low efficiency, which can reach a value of not more than 70-75%. The source also uses a pulse controller, in which losses on the active elements are relatively reduced, due to the principle of its action. However, filtering the rectified voltage and reducing the ripple of the light flux by increasing the capacitance of the capacitor lead to a decrease in the power factor, an increase in the harmonic coefficient and inrush current of the inrush current, and also to an increase in the effective input current. All this increases the loss in the device and leads to a decrease in efficiency.

Полезная модель направлена на решение задачи повышения коэффициента полезного действия источника оптического излучения, что является целью полезной модели.The utility model is aimed at solving the problem of increasing the efficiency of the optical radiation source, which is the purpose of the utility model.

Указанная цель достигается тем, что в источнике оптического излучения, содержащем однофазный мост на четырех диодах, входные выводы которого подключены к входным выводам источника через защитный элемент, а выходные выводы зашунтированы конденсатором, резистором и последовательной цепью из второго конденсатора, пятого диода и третьего конденсатора, анод пятого диода соединен с катодом шестого диода, анод шестого диода подключен к отрицательному выходному выводу моста, а катод пятого диода соединен с анодом седьмого диода, катод седьмого диода подключен к положительному выходному выводу моста, аналоговый контроллер постоянного тока, имеющий выводы CS, GND и вывод DRAIN, вывод DRAIN которого соединен с положительным выходным выводом моста через вторую последовательную цепь из дросселя и одного или нескольких светодиодов, или светодиодных матриц, или светодиодных линеек, соединенных электрически последовательно или параллельно, или последовательно-параллельно, или соединен непосредственно, а вывод GND контроллера подключен к отрицательному выходному выводу моста непосредственно, или, соответственно, подключен через вторую последовательную цепь, вывод CS контроллера соединен с выводом GND через второй резистор, вторая последовательная цепь зашунтирована встречно восьмым диодом, а светодиод или несколько светодиодов, или светодиодных матриц, или светодиодных линеек, соединенных электрически последовательно или параллельно, или последовательно-параллельно, зашунтированы четвертым конденсатором и третьим резистором.This goal is achieved by the fact that in the source of optical radiation containing a single-phase bridge with four diodes, the input terminals of which are connected to the input terminals of the source through a protective element, and the output terminals are shunted by a capacitor, resistor, and series circuit from a second capacitor, a fifth diode, and a third capacitor, the anode of the fifth diode is connected to the cathode of the sixth diode, the anode of the sixth diode is connected to the negative output terminal of the bridge, and the cathode of the fifth diode is connected to the anode of the seventh diode, the cathode is seventh about the diode is connected to the positive output terminal of the bridge, an analog DC controller having CS, GND and DRAIN terminals, the DRAIN terminal of which is connected to the positive bridge output via a second serial circuit from the inductor and one or more LEDs, or LED arrays, or LED rulers connected electrically in series or in parallel, or in series-in-parallel, or connected directly, and the GND terminal of the controller is connected to the negative output terminal of the bridge directly connected, or, respectively, through the second serial circuit, the CS output of the controller is connected to the GND terminal through the second resistor, the second serial circuit is shunted counter to the eighth diode, and the LED or several LEDs, or LED arrays, or LED arrays, connected electrically in series or in parallel , or series-parallel, are shunted by the fourth capacitor and the third resistor.

Существенным отличием, характеризующим полезную модель, является повышение коэффициента полезного действия источника оптического излучения за счет изменения принципа функционирования, улучшения его технических характеристик и возможных вариантов конструктивного исполнения. Заявляемый источник оптического излучения имеет высокий коэффициент мощности (более 92%) и низкий уровень радиопомех и излучений, обладает сравнительно низким коэффициентом гармоник потребляемого от сети тока (менее 27%), обеспечивает малые броски пускового тока (при включении источника оптического излучения они практически отсутствуют), а также амплитуду входного рабочего тока. Снижен на 40-55% уровень эффективного потребляемого устройством от сети тока (при выполнении на заданную мощность) и коммутационные потери в элементах, в частности, в диодах моста. В результате, коэффициент полезного действия источника оптического излучения возрастает (ориентировочно, на 5-7%).A significant difference characterizing the utility model is an increase in the efficiency of the optical radiation source by changing the principle of operation, improving its technical characteristics and possible design options. The inventive optical radiation source has a high power factor (more than 92%) and a low level of radio noise and radiation, has a relatively low harmonic coefficient of the current consumed from the network (less than 27%), provides low inrush currents (when the optical radiation source is turned on, they are practically absent) , as well as the amplitude of the input operating current. The level of effective current consumed by the device from the mains network (when running at a given power) and switching losses in elements, in particular, in bridge diodes, are reduced by 40-55%. As a result, the efficiency of the optical radiation source increases (approximately, by 5-7%).

Повышение коэффициента полезного действия обусловлено новыми принципами устройства и новой конструкцией источника, новой электрической схемой, реализацией входной цепи контроллера, новыми элементами и связями, то есть, отличительными признаками полезной модели. Таким образом, отличительные признаки заявляемого источника оптического излучения являются существенными.The increase in efficiency is due to new principles of the device and a new source design, a new electrical circuit, the implementation of the controller input circuit, new elements and connections, that is, the hallmarks of the utility model. Thus, the distinguishing features of the claimed source of optical radiation are significant.

На рисунке приведена электрическая схема источника оптического излучения.The figure shows the electrical diagram of the optical radiation source.

Источник оптического излучения содержит однофазный мост на четырех диодах 1-4, входные выводы которого подключены к входным выводам источника через защитный элемент 5, а выходные выводы зашунтированы конденсатором 6, резистором 7 и последовательной цепью из второго конденсатора 8, пятого диода 9 и третьего конденсатора 10, анод пятого диода соединен с катодом шестого диода 11, анод шестого диода подключен к отрицательному выходному выводу моста, а катод пятого диода соединен с анодом седьмого диода 12, катод седьмого диода подключен к положительному выходному выводу моста, аналоговый контроллер постоянного тока 13, имеющий выводы CS, GND и вывод DRAIN, вывод DRAIN которого соединен с положительным выходным выводом моста через вторую последовательную цепь из дросселя 14 и одного 15 или нескольких светодиодов, или светодиодных матриц, или светодиодных линеек, соединенных электрически последовательно или параллельно, или последовательно-параллельно, или соединен непосредственно, а вывод GND контроллера подключен к отрицательному выходному выводу моста непосредственно, или, соответственно, подключен через вторую последовательную цепь, вывод CS контроллера соединен с выводом GND через второй резистор 16, вторая последовательная цепь зашунтирована встречно восьмым диодом 17, а светодиод или несколько светодиодов, или светодиодных матриц, или светодиодных линеек, соединенных электрически последовательно или параллельно, или последовательно-параллельно, зашунтированы четвертым конденсатором 18 и третьим резистором 19.The optical radiation source contains a single-phase bridge on four diodes 1-4, the input terminals of which are connected to the input terminals of the source through a protective element 5, and the output terminals are shunted by a capacitor 6, a resistor 7 and a series circuit from a second capacitor 8, a fifth diode 9 and a third capacitor 10 , the anode of the fifth diode is connected to the cathode of the sixth diode 11, the anode of the sixth diode is connected to the negative output terminal of the bridge, and the cathode of the fifth diode is connected to the anode of the seventh diode 12, the cathode of the seventh diode is connected to put the output bridge output, an analog DC controller 13, having CS, GND and a DRAIN terminal, the DRAIN terminal of which is connected to the positive bridge output via a second serial circuit from the inductor 14 and one 15 or more LEDs, or LED arrays, or LED rulers connected electrically in series or in parallel, or in series-in parallel, or connected directly, and the GND terminal of the controller is connected directly to the negative output terminal of the bridge, or, respectively connected through the second serial circuit, the CS terminal of the controller is connected to the GND terminal through the second resistor 16, the second serial circuit is shunted counter to the eighth diode 17, and the LED or several LEDs, or LED arrays, or LED strips connected electrically in series or in parallel, or in series - in parallel, shunted by the fourth capacitor 18 and the third resistor 19.

Источник оптического излучения в установившемся режиме работает следующим образом.The optical radiation source in the steady state operates as follows.

Светодиод 15 (или светодиоды, светодиодные матрицы, светодиодные линейки или группы перечисленных элементов, соединенных электрически последовательно или параллельно, или последовательно-параллельно) генерирует оптическое излучение в диапазоне видимого света или инфракрасном (ультрафиолетовом) частях спектра. Аналоговый контроллер 13 стабилизирует ток через светодиод 15, что необходимо для его нормальной работы. При этом уровень номинального (стабилизированного) тока через светодиод 15 задается с помощью резистора 16 (выводы CS, GND контроллера 13). Аналоговый контроллер 13 работает по принципу импульсного (модулируемого) устройства. Импульсное выходное напряжение контроллера 13 прикладывается с нагрузочной цепи (вторая последовательная цепь из дросселя 14 и одного 15 или нескольких светодиодов, или светодиодных матриц, или светодиодных линеек, соединенных электрически последовательно или параллельно, или последовательно-параллельно). Дроссель 14 предназначен для ограничения нагрузочного тока (через светодиод 15). После окончания очередного импульса (в интервале паузы) ток через нагрузочную цепь (14, 15, 18, 19) протекает за счет энергии, накопленной в электромагнитном поле дросселя 14 в интервале действия импульса напряжения, и замыкается через восьмой диод 17. Конденсатор 18 заряжается за счет избытка энергии дросселя 14 и разряжается через светодиод 15. Конденсатор 18, таким образом, выполняет функцию выходного фильтра устройства. Конденсатор 18 разряжается через резистор 19 до нулевого напряжения после выключения источника (когда напряжение на конденсаторе 18 становится ниже порогового напряжения светодиода 15), что обеспечивает безопасную эксплуатацию. Одновременно конденсатор 18 и резистор 19 представляют собой фильтр радиопомех.LED 15 (or LEDs, LED arrays, LED arrays or groups of the listed elements connected electrically in series or in parallel, or in series-in parallel) generates optical radiation in the visible light or infrared (ultraviolet) parts of the spectrum. The analog controller 13 stabilizes the current through the LED 15, which is necessary for its normal operation. In this case, the level of the nominal (stabilized) current through the LED 15 is set using the resistor 16 (conclusions CS, GND controller 13). The analog controller 13 operates on the principle of a pulse (modulated) device. The pulse output voltage of the controller 13 is applied from the load circuit (the second series circuit from the inductor 14 and one 15 or several LEDs, or LED arrays, or LED arrays, connected electrically in series or in parallel, or in series-in parallel). The inductor 14 is designed to limit the load current (via LED 15). After the end of the next pulse (in the interval of a pause), the current through the load circuit (14, 15, 18, 19) flows due to the energy stored in the electromagnetic field of the inductor 14 in the interval of the voltage pulse, and closes through the eighth diode 17. The capacitor 18 is charged account of the excess energy of the inductor 14 and discharged through the LED 15. The capacitor 18, thus, performs the function of the output filter of the device. The capacitor 18 is discharged through the resistor 19 to zero voltage after turning off the source (when the voltage on the capacitor 18 becomes lower than the threshold voltage of the LED 15), which ensures safe operation. At the same time, the capacitor 18 and the resistor 19 are a radio noise filter.

Нагрузочная цепь (вторая последовательная цепь из дросселя 14 и одного 15 или нескольких светодиодов, или светодиодных матриц, или светодиодных линеек, соединенных электрически последовательно или параллельно, или последовательно-параллельно) может подключаться к соответствующему выводу моста (1-4) со стороны вывода DRAIN или вывода GND. Вариант соединения зависит от исполнения контроллера 13 или удобства подключения нагрузочной цепи (14, 15, 17-19) к схеме устройства. Принцип работы источника оптического излучения, при этом, не изменяется. На рисунке представлен вариант соединения нагрузочной цепи (14, 15, 17-19) с отрицательным выходным выводом моста (1-4) и с контроллером 13 со стороны вывода GND контроллера 13 (используется, например, импульсный аналоговый контроллер SM7315P или SM7307).The load circuit (the second series circuit of the inductor 14 and one 15 or several LEDs, or LED arrays, or LED arrays, connected electrically in series or in parallel, or in series-in parallel) can be connected to the corresponding bridge terminal (1-4) from the DRAIN terminal side or GND output. The connection option depends on the version of the controller 13 or the convenience of connecting the load circuit (14, 15, 17-19) to the device circuit. The principle of operation of the optical radiation source, in this case, does not change. The figure shows the option of connecting the load circuit (14, 15, 17-19) with the negative output terminal of the bridge (1-4) and with the controller 13 on the GND output side of the controller 13 (for example, a pulse analog controller SM7315P or SM7307 is used).

Источник оптического излучения подключается к входным выводам через защитный элемент 5 (предохранитель, резистор или индуктивность, а также любая известная схема на дискретных элементах или микросборка, например, на основе одной или нескольких индуктивностей, конденсаторов и варистора). Элемент 5 защищает источник оптического излучения от короткого замыкания и любых аварийных нарушений электрического режима. Кроме того, защитный элемент 5 (резистор, индуктивность) может ограничивать бросок пускового тока, а также амплитуды бросков рабочих токов, возникающих при заряде конденсаторов 6, 8, 10. Защитный элемент 5 (при соответствующей известной реализации) дополнительно выполняет функцию системы помехоподавления и снижения коммутационных потерь на активных элементах устройства.The optical radiation source is connected to the input terminals through the protective element 5 (fuse, resistor or inductance, as well as any known circuit on discrete elements or microassembly, for example, based on one or more inductors, capacitors and varistor). Element 5 protects the optical radiation source from short circuit and any emergency violations of the electrical mode. In addition, the protective element 5 (resistor, inductance) can limit the inrush of the inrush current, as well as the amplitude of the surge currents that occur when the capacitors 6, 8, 10 are charged. The protective element 5 (with the corresponding known implementation) additionally performs the function of a noise suppression and reduction system switching losses on the active elements of the device.

Однофазный мост (диоды 1-4) может быть реализован на дискретных элементах или иметь интегральное исполнение (например, MBS10F или КЦ407). Принцип работы устройства при этом остается неизменным. Однофазный мост (диоды 1-4) выпрямляет (преобразует) переменное питающее (сетевое) напряжение в знакопостоянное с пульсацией на частоте 100 Гц (при сетевом напряжении частотой 50 Гц).A single-phase bridge (diodes 1-4) can be implemented on discrete elements or have an integral design (for example, MBS10F or KTs407). The principle of operation of the device remains unchanged. A single-phase bridge (diodes 1-4) rectifies (converts) the alternating supply (mains) voltage to alternating voltage with ripple at a frequency of 100 Hz (with a mains voltage of 50 Hz).

Конденсаторы 8, 10 заряжаются через диод 9 до напряжения, равного половине амплитуды выходного напряжения моста (диоды 1-4) или, что то же самое, до половины амплитуды сетевого питающего (переменного) напряжения. Заряд конденсаторов 8, 10 осуществляется по последовательной схеме включения, что снижает амплитуды токов заряда и обеспечивает работу устройства с высоким коэффициентом мощности. При разряде (через диоды 11, 12) на нагрузку (светодиод 15) конденсаторы 8, 10 работают параллельно. Это энергетически выгодно. Коэффициент гармоник (искажения) потребляемого устройством от сети тока лежит в пределах 20-27%. Напряжение на выходных выводах моста не снижается до величины менее 50% амплитудного значения, что обеспечивает нормальную работу контроллера 13.Capacitors 8, 10 are charged through diode 9 to a voltage equal to half the amplitude of the output voltage of the bridge (diodes 1-4) or, what is the same, to half the amplitude of the mains supply (AC) voltage. The capacitors 8, 10 are charged according to a sequential switching circuit, which reduces the amplitudes of the charge currents and ensures the operation of the device with a high power factor. When discharging (through diodes 11, 12) to the load (LED 15), the capacitors 8, 10 work in parallel. It is energetically beneficial. The harmonic coefficient (distortion) of the current consumed by the device from the mains lies in the range of 20-27%. The voltage at the output terminals of the bridge does not decrease to less than 50% of the amplitude value, which ensures the normal operation of the controller 13.

Технические решения по устройству входной цепи контроллера (выпрямитель (1-4), последовательная цепь (8-10), отсекающие диоды 11, 12) применимы для любых типов контроллеров постоянного тока (линейных, «конденсаторных» и импульсных) аналогичного назначения (например, SM7307, SM7315P, fr5CA, ВР1361, ВР2812, ВР2831А, ВР2833А, ZONOPO8062, ACS 1004 и других).Technical solutions for the device input circuit of the controller (rectifier (1-4), serial circuit (8-10), cut-off diodes 11, 12) are applicable for any type of DC controllers (linear, "capacitor" and pulse) for a similar purpose (for example, SM7307, SM7315P, fr5CA, BP1361, BP2812, BP2831A, BP2833A, ZONOPO8062, ACS 1004 and others).

Конденсатор 6 имеет малую емкость (по сравнению с конденсаторами 8, 10) и выполняет совместно с резистором 7 функцию помехоподавляющего фильтра и узла для снижения коммутационных потерь в диодах 1-4 моста. Одновременно через резистор 7 происходит разряд конденсаторов 6, 8, 10 при выключении устройства, что обеспечивает безопасную эксплуатацию. Конденсатор 6 (из-за малой величины емкости) практически не оказывает влияния на фильтрацию выпрямленного напряжения и при его работе не снижается коэффициент мощности устройства и не возрастает величина коэффициента гармоник потребляемого тока.Capacitor 6 has a small capacitance (compared with capacitors 8, 10) and, together with resistor 7, performs the function of an noise suppression filter and a node to reduce switching losses in bridge diodes 1-4. At the same time, through the resistor 7, a discharge of capacitors 6, 8, 10 occurs when the device is turned off, which ensures safe operation. The capacitor 6 (due to the small value of the capacitance) has practically no effect on the filtering of the rectified voltage and during its operation the power factor of the device does not decrease and the harmonic coefficient of the current consumption does not increase.

По сравнению с прототипом существенно повышается коэффициент полезного действия источника оптического излучения за счет изменения принципа функционирования, улучшения его технических характеристик и возможных вариантов конструктивного исполнения. Действительно, заявляемый источник оптического излучения имеет высокий коэффициент мощности (более 92%) и низкий уровень радиопомех и излучений (не превышающий установленные нормы), обладает сравнительно низким коэффициентом гармоник потребляемого от сети тока (менее 27%), обеспечивает малые броски пускового тока (при включении источника оптического излучения они практически отсутствуют), а также амплитуду входного рабочего тока. Коэффициент гармоник устройства, выбранного за прототип, достигает 130%. Высшие гармоники потребляемого тока в прототипе являются источниками дополнительных электрических потерь. В новом источнике снижен на 40-55% уровень эффективного потребляемого от сети тока (при выполнении на заданную мощность) и коммутационные потери в элементах, в частности, в диодах моста.Compared with the prototype, the efficiency of the optical radiation source is significantly increased by changing the principle of operation, improving its technical characteristics and possible design options. Indeed, the claimed optical radiation source has a high power factor (more than 92%) and a low level of radio noise and radiation (not exceeding the established standards), has a relatively low harmonic coefficient of the current consumed from the network (less than 27%), provides low inrush currents (at when the optical radiation source is turned on, they are practically absent), as well as the amplitude of the input working current. The harmonic coefficient of the device selected for the prototype reaches 130%. The higher harmonics of the current consumption in the prototype are sources of additional electrical losses. In the new source, the level of effective current consumed from the network (when running at a given power) and switching losses in elements, in particular in bridge diodes, are reduced by 40-55%.

В результате, коэффициент полезного действия нового источника оптического излучения увеличивается, ориентировочно, на 5-7%.As a result, the efficiency of a new source of optical radiation increases, approximately, by 5-7%.

Дополнительно может быть снижен коэффициент пульсаций светового потока и расширена область применения нового источника оптического излучения. Заявляемый источник соответствует современным требованиям к техническим характеристикам подобных устройств.Additionally, the ripple coefficient of the light flux can be reduced and the scope of the new optical radiation source expanded. The inventive source meets current requirements for the technical characteristics of such devices.

Новый источник оптического излучения может более эффективно использоваться как для внутренней, так и для наружной установки в системах повышенного качества оптического излучения, а также в закрытых светильниках ограниченного объема в различных системах освещения, либо в специальных генераторах (источниках) инфракрасного или ультрафиолетового излучения.The new optical radiation source can be used more efficiently for both indoor and outdoor installation in high-quality optical radiation systems, as well as in closed luminaires of limited volume in various lighting systems, or in special generators (sources) of infrared or ultraviolet radiation.

Номенклатура типоисполнений источников оптического излучения по новой схеме значительно расширяется. Каждое типоисполнение может представлять собой оптимальное по конструкции и достаточно технологичное изделие, что снижает, в частности, конечную цену изделий.The nomenclature of type designs of optical radiation sources according to the new scheme is expanding significantly. Each type design can be an optimal design and a fairly technological product, which reduces, in particular, the final price of the products.

Claims

An optical radiation source containing a single-phase bridge with four diodes, the input terminals of which are connected to the input terminals of the source through a protective element, and the output terminals are shunted by a capacitor, resistor, and series circuit from a second capacitor, a fifth diode, and a third capacitor, the anode of the fifth diode connected to the cathode of the sixth the diode, the anode of the sixth diode is connected to the negative output terminal of the bridge, and the cathode of the fifth diode is connected to the anode of the seventh diode, the cathode of the seventh diode is connected to the positive output one pin of the bridge, an analog DC controller having pins CS, GND and a DRAIN pin, the DRAIN pin of which is connected to the positive output pin of the bridge through a second serial circuit from the inductor and one or more LEDs, or LED arrays, or LED strips, connected electrically in series or in parallel, or in series-in parallel, or connected directly, and the GND terminal of the controller is connected to the negative output terminal of the bridge directly, or, respectively, is connected to Without a second serial circuit, the CS output of the controller is connected to the GND terminal through a second resistor, the second serial circuit is shunted in the opposite direction with the eighth diode, and the LED or several LEDs, or LED arrays, or LED strips connected electrically in series or in parallel, or in series-parallel, are bridged a fourth capacitor and a third resistor.