RU203675U1 - Светодиодный светильник - Google Patents
Светодиодный светильник Download PDFInfo
- Publication number
- RU203675U1 RU203675U1 RU2021101731U RU2021101731U RU203675U1 RU 203675 U1 RU203675 U1 RU 203675U1 RU 2021101731 U RU2021101731 U RU 2021101731U RU 2021101731 U RU2021101731 U RU 2021101731U RU 203675 U1 RU203675 U1 RU 203675U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- led
- leds
- field
- capacitors
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
- H05B45/50—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED] responsive to malfunctions or undesirable behaviour of LEDs; responsive to LED life; Protective circuits
- H05B45/54—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED] responsive to malfunctions or undesirable behaviour of LEDs; responsive to LED life; Protective circuits in a series array of LEDs
Landscapes
- Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области осветительных приборов. Технический результат заключается в повышении надежности работы светодиодного светильника. Предложен светодиодный светильник, содержащий подключаемый к питающей сети блок питания, блок светодиодов, отличающийся тем, что содержит также блок резервирования, подключаемый к блоку светодиодов, причем блок светодиодов содержит цепь последовательно включенных светодиодов с дополнительным отводом от середины упомянутой цепи светодиодов, блок резервирования содержит два включенных последовательно конденсатора с отводом от их средней точки, подключенным к отводу от средней точки цепи светодиодов блока светодиодов, внешние отводы конденсаторов подключены к анодной и катодной группам цепи светодиодов блока светодиодов, причем конденсаторы блока резервирования шунтируются полевыми транзисторами. В качестве порогового элемента выступает динистор, который встает на удержание при включении в случае обрыва любой из цепочек. Полевой транзистор получает управление через оптопару от питающего входного напряжения переменного тока и работает только половину периода питающей сети. В таком случае обеспечивается ограничение мощности отдаваемой в светодиоды целой цепочки, исключая повышение тока из-за снижения общего падения напряжения. Особенно эффективно и целесообразно применение предлагаемого решения в случае повышенного числа светодиодов в светильнике.
Description
Область техники, к которой относится полезная модель.
Полезная модель относится к области осветительных приборов.
Уровень техники. Известен импульсный источник питания для светодиодных светильников [патент РФ на полезную модель №194528], содержащий сетевой фильтр, совмещенный корректор коэффициента мощности и конвертор с разделительным трансформатором на выходе и оптронной развязкой сигналов обратной связи выходного тока и напряжения со стабилизацией от сдвоенного операционного усилителя, включающий в себя микросхему корректора коэффициента мощности в стандартном включении, трансформатор, выпрямитель, выходной фильтр, состоящий из сдвоенного операционного усилителя узел управления, параметрический стабилизатор, транзисторную оптопару, управляемый через диод канал стабилизации тока и диод канала стабилизации напряжения; транзисторный ключ. В цепь усилителя ошибки обратной связи корректора коэффициента мощности дополнительно введен узел синхронизации, включающий три резистора, два конденсатора и диод, при этом узел синхронизации одним выходом соединен с обмоткой трансформатора, питающей микросхему корректора коэффициента мощности, а вторым выходом соединен со входом управления микросхемы коэффициента мощности, при этом второй выход обмотки трансформатора и узла синхронизации соединены с общим проводом микросхемы корректора коэффициента мощности.
К недостатку такого решения можно отнести сложность конструкции и отсутствие резервирования выходного напряжения, что снижает вероятность безотказной работы светодиодных светильников на его основе, любой отказ такого блока питания будет вести к прекращению свечения светильника.
Также известна лампа светодиодная [патент РФ на полезную модель №99901], содержащая блок управления с акустическим датчиком и светодиодный блок, содержащий светоизлучающие диоды – светодиоды. Блок управления содержит средство включения/выключения светодиодов в зависимости от сигнала акустического датчика, причем указанное средство выполнено с обеспечением значения акустического порога выключения светодиодов меньше значения акустического порога их включения.
К недостаткам такого решения относится отсутствие резервирования от перегорания светодиодов, что снижает надежность.
Также из уровня техники известна схема для светодиодного устройства и светодиодный модуль [патент РФ на изобретение №2539878], содержащая множество параллельных ветвей из одного или более светодиодов, соединенных последовательно, при этом схема содержит множество точек подключения ветвей для соединения схемы с параллельными ветвями и источник тока для предоставления рабочего тока в параллельные ветви, причем схема выполнена с возможностью подавать управляющее напряжение на источник тока, при этом источник тока выполнен с возможностью предоставлять рабочий ток в параллельные ветви на основе управляющего напряжения и при этом схема имеет устройство для формирования управляющего напряжения, отличающаяся тем, что упомянутое устройство для формирования управляющего напряжения содержит: множество первых диодов, каждый из которых имеет катод и анод, причем катоды первых диодов соединены друг с другом в опорном узле управляющего напряжения, и множество вторых диодов, каждый из которых имеет катод и анод, причем соответствующий катод каждого второго диода соединен с соответствующей одной из точек подключения ветвей, и множество первых сопротивлений, каждое из которых имеет первый вывод и второй вывод, причем первые сопротивления своим первым выводом соединены с первым источником вспомогательного напряжения, а соответствующий второй вывод каждого первого сопротивления соединен с анодом соответствующего одного из первых диодов и с анодом соответствующего одного из вторых диодов.
Данное решение является наиболее близким по своей технической сущности прототипом к заявляемому решению.
К недостаткам такого решения можно отнести необходимость использования импульсного преобразователя напряжения, что усложняет и удорожает конструкцию, а также необходимость использования массива из резисторов в анодах светодиодных цепочек для выравнивания токов между ними, что ведет к снижению эффективности.
Раскрытие полезной модели.
Из уровня техники известны различные виды светодиодных светильников. Их объединяет не только назначение – освещение бытовых и промышленных помещений, но и большое количество светодиодов, используемых для создания светового потока.
В отличие от малогабаритных карманных фонариков, в которых как правило достаточно одного или нескольких светодиодов, светильник могут содержать до 60 светодиодов, включенных последовательно, что необходимо как для повышения общего напряжения питания, так и для выравнивания их токов. При наличии нескольких параллельных цепочек из светодиодов, для их равномерного питания необходимо устанавливать либо балластные резисторы, что ведет к потерям энергии, либо использовать многоканальный блок питания – что усложняет его конструкцию и повышает его стоимость. В большинстве случаев в бытовых приборах стараются минимизировать цену светодиодных светильников, что означает их упрощение.
На фигуре 1 показана схема простейшего светодиодного светильника, который состоит их подключаемого к питающей сети переменного тока блока питания, и блока излучающих светодиодов. В качестве блока питания применяется простейший диодный выпрямитель с конденсатором на входе, что позволяет снизить стоимость и его габариты. Входной конденсатор в таких решениях выступает балластным реактивным сопротивлением, а конденсатор на входе сглаживает пульсации.
Однако, возможны различные, в том числе и импульсные блоки для питания светодиодов, что не является предметом рассмотрения и не входит в объем отличительной части формулы предлагаемого решения. Из уровня техники и прототипов известны различные типы блоков питания – все они могут быть использованы в предлагаемом решении.
Относительно возможности резервирования светодиодов, необходимо отметить следующее. Использование динисторов (пороговых тиристоров) для шунтирования каждого из светодиодов в последовательной цепи ведет к большому количеству упомянутых динисторов, что в крупных светильниках может составлять от 30 до 60 штук. Это ведет не только росту цены, падению надежности – но и увеличению габаритов. Использование динисторов для шунтирования сразу целой цепочки светодиодов ведет к увеличению тока в цепи и перегрузке оставшихся в работе светодиодов. Поэтому предлагаемое решение не может быть заменено шунтированием динисторами двух половин последовательной цепи из светодиодов.
На фигуре 2 показана упрощенная электрическая принципиальная схема предлагаемого решения, из которой становится понятно устройство и принцип действия. На схеме показан обобщенно источник питания, который является внешним (питающая сеть) и не входит в состав светильника, блок питания в целях простоты показан с диодным мостом и конденсатором на входе, включенным последовательно – однако могут быть использованы и любые другие блоки питания. Блок светодиодов содержит большое их число при последовательном включении, что обеспечивает суммирование падения напряжений на светодиодах и протекание через них единого тока. Все эти узлы входят в общую часть формулы предлагаемого решения. Отличие в наличии блока резервирования, подключаемого параллельно к светодиодам блока светодиодов. Пара конденсаторов, показанная в его составе, шунтирует две половины светодиодной цепи, и обеспечивает сглаживание пульсаций при работе блока резервирования. Параллельно конденсаторам включены полупроводниковые ключи, обеспечивающие шунтирование.
При отказе светодиодной цепочки, что чаще всего и заключается в обрыве цепи, срабатывает блок резервирования и начинает шунтировать ту из двух половин цепи последовательно включенных светодиодов, где обрыв. Таким образом, обеспечивается восстановление питания половины из всех светодиодов, и работа предлагаемого решения с половиной мощности. Так как простое шунтирование половины светодиодов в цепи привело бы к росту тока через оставшиеся, используется импульсное модулирование ключей для уменьшения действующего значения тока, сглаживаемого конденсаторами блока резервирования. При открытии полупроводникового ключа он заряжается, ограничивая броски напряжения и отбирая мощность на себя, а при закрытии полупроводникового ключа он отдает накопленную энергию на питание светодиодов, которые он шунтирует. При соотношении периодов работы и закрытого состояния достигается номинальный режим работы для оставшихся в исправными светодиодов.
На фигуре 3 показана полная принципиальная схема предлагаемого решения. В блоке резервирования, параллельно шунтирующим блок со светодиодами конденсаторам, включены полевые транзисторы, каждый из конденсаторов шунтируется своим полевым транзистором. В цепь стока каждого полевого транзистора включен динистор (пороговый тиристор) для которого существует пороговое напряжение открытия, после чего он встает на самоудержание (запоминание состояния). При обрыве светодиода в цепи блока светодиодов, падение напряжения на его половине цепи возрастает до номинального напряжения питания всей цепи, а протекание тока отсутствует. Происходит превышение порогового напряжения для динистора, и отпирание со вставанием на удержание через резистор, который шунтирует сток и исток полевого транзистора. Это необходимо для устойчивого открытия динистора и его удержания, причем минимальный ток удержания как правило в 50 или более раз меньше номинального тока динистора, что обеспечивает малую мощность, отдаваемую в светодиоды через упомянутый резистор. Работа этой цепи удержания будет слабо влиять на засветку светодиодов.
Далее, как это видно из схемы на фигуре 3, полевой транзистора будет отпираться со скважностью 1 к 1, что определяется полуволнами сетевого напряжения, подаваемыми от питающей сети (входа блока питания) на вход оптопары, состоящей из фототранзистора и входного светодиода. Открытие фототранзистора будет приводить к поступлению напряжения от отвода шунтируемого конденсатора (через балластный токоограничивающий резистор) на затвор полевого транзистора. Цепочка из параллельно включенных стабилитрона и резистора в цепи затвор-исток обеспечивает ограничение бросков напряжения, что исключает пробой затвора. Резистор играет роль шунтирующего сопротивления, что облегчает закрытие полевого транзистора при снятии импульса управления (разряд емкости) и защиту от тока утечки фототранзистора, ограничивая напряжение на затворе.
Скважность импульсов обеспечивает снижение мощности в цепочке из последовательно включенных светодиодов наполовину, исключая перегрев и выход из строя оставшихся светодиодов. Роль конденсаторов в этом процессе сводится как к накоплению энергии и снижению мерцания светодиодов, так и ограничению бросков тока через их зарядный ток. Цепь диода и резистора на входе оптопары отсекает обратную полярность полуволн и ограничивает ток через излучающий диод оптопары. Входы оптопар через эти цепочки подключены к питающей сети в разной между собой полярности, исключая одновременное включение полевых транзисторов и сквозной ток.
Наиболее эффективно и целесообразно применять предлагаемое решение в крупных светильниках с очень большим количеством светодиодов в цепи, что может достигать до 60 и более. Это обеспечивает малый вклад элементов блока резервирования в общую стоимость изделия. Использование более глубокого резервирования (деление на 3 и более части) по мнению автора будет нецелесообразно из-за роста количества деталей. Однако при двукратном предлагаемом резервировании, будет обеспечена половина от полной яркости светильника, что позволит ему выполнять свою функцию.
Все используемые в предлагаемом решении элементы выпускаются и доступны к закупке с широкой номенклатурой номиналов, что говорит об его реализуемости. Принцип предлагаемого решения во всей полноте не был известен ранее, являясь осуществимым.
Заявленное решение является простым и промышленно применимым, представляя собой светодиодный светильник.
Предлагаемое техническое решение является новым, и имеет следующие принципиальные отличия от прототипа:
содержит также блок резервирования;
блок светодиодов содержит цепь последовательно включенных светодиодов, с дополнительным отводом от середины цепи из светодиодов;
блок резервирования содержит два включенных последовательно конденсатора с отводом от их средней точки, подключенным к отводу от средней точки цепи светодиодов блока светодиодов;
внешние отводы конденсаторов подключены к анодной и катодной группам цепи светодиодов блока светодиодов, причем конденсаторы блока резервирования шунтируются полевыми транзисторами, в цепь стока каждого из полевых транзисторов включен динистор, от стока полевых транзисторов к их истоку установлены шунтирующие резисторы для создания тока удержания динисторов, затвор и исток полевых транзисторов шунтируются стабилитроном и резистором, включенными параллельно друг другу, затвор полевых транзисторов подключен к эмиттеру фототранзистора, коллектор каждого фототранзистора через резистор подключен к отводу конденсатора;
фототранзисторы с излучающими диодами образуют оптопары, входы которых через резистор и диод подключаются к входу блока питания, причем полярность подключения оптопар к питающему напряжению взаимно обратная.
Таким образом, вся совокупность существенных признаков полезной модели ранее неизвестна и приводит к новому техническому результату – повышению надежности работы светодиодного светильника.
Краткое описание чертежей.
На фигуре 1 изображена принципиальная схема простейшего светодиодного светильника: 1 – питающее напряжение, 2 – блок питания, 3 – блок светодиодов. На фигуре 2 изображена упрощенная принципиальная схема предлагаемого решения. Здесь 1 – питающее напряжение, 2 – блок питания, 3 – блок светодиодов, 4 – блок резервирования. На фигуре 3 изображена принципиальная схема предлагаемого решения. Здесь 1 – питающее напряжение, 2 – блок питания, 3 – блок светодиодов, 4 – блок резервирования.
Claims (1)
- Светодиодный светильник, содержащий подключаемый к питающей сети блок питания, блок светодиодов, отличающийся тем, что содержит также блок резервирования, подключаемый к блоку светодиодов, причем блок светодиодов содержит цепь последовательно включенных светодиодов с дополнительным отводом от середины упомянутой цепи светодиодов, блок резервирования содержит два включенных последовательно конденсатора с отводом от их средней точки, подключенным к отводу от средней точки цепи светодиодов блока светодиодов, внешние отводы конденсаторов подключены к анодной и катодной группам цепи светодиодов блока светодиодов, причем конденсаторы блока резервирования шунтируются полевыми транзисторами, в цепь стока каждого из полевых транзисторов включен динистор, от стока полевых транзисторов к их истоку установлены шунтирующие резисторы для создания тока удержания динисторов, затвор и исток полевых транзисторов шунтируются стабилитроном и резистором, включенными параллельно друг другу, затвор полевых транзисторов подключен к эмиттеру фототранзистора, коллектор каждого фототранзистора через резистор подключается к отводу соответствующего конденсатора, фототранзисторы с излучающими диодами образуют оптопары, входы которых через резистор и диод подключаются к входу блока питания, причем полярность подключения оптопар к питающему напряжению взаимно обратная, динисторы имеют напряжение открытия, не превышающее напряжение питания блока светодиодов, и не менее половины от его значения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021101731U RU203675U1 (ru) | 2021-01-27 | 2021-01-27 | Светодиодный светильник |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021101731U RU203675U1 (ru) | 2021-01-27 | 2021-01-27 | Светодиодный светильник |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU203675U1 true RU203675U1 (ru) | 2021-04-15 |
Family
ID=75521535
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021101731U RU203675U1 (ru) | 2021-01-27 | 2021-01-27 | Светодиодный светильник |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU203675U1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU207675U1 (ru) * | 2021-08-30 | 2021-11-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Инкотекс Электроникс Групп" | Осветительное устройство переменного тока с низкими пульсациями светового потока |
RU214807U1 (ru) * | 2022-03-25 | 2022-11-15 | Виктор Васильевич Юдин | Светодиодный светильник с резервированием |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1079667A2 (en) * | 1999-08-19 | 2001-02-28 | Schott Fibre Optics (UK) Ltd | Lighting control device |
US20080258647A1 (en) * | 2004-05-19 | 2008-10-23 | Goeken Group Corp. | Dimming Circuit for Led Lighting Device With Means for Holding Triac in Conduction |
RU99901U1 (ru) * | 2010-06-28 | 2010-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Тегас" | Лампа светодиодная (варианты) |
RU2539878C2 (ru) * | 2009-04-22 | 2015-01-27 | Вишэй Электроник Гмбх | Схема для светодиодного устройства и светодиодный модуль |
RU2559819C2 (ru) * | 2010-03-19 | 2015-08-10 | Тридоник Аг | Модульная светодиодная система освещения |
RU194528U1 (ru) * | 2019-10-17 | 2019-12-13 | Акционерное общество "Федеральный центр науки и высоких технологий "Специальное научно-производственное объединение "Элерон" (АО "ФЦНИВТ "СНПО "Элерон") | Импульсный источник питания для светодиодных светильников |
-
2021
- 2021-01-27 RU RU2021101731U patent/RU203675U1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1079667A2 (en) * | 1999-08-19 | 2001-02-28 | Schott Fibre Optics (UK) Ltd | Lighting control device |
US20080258647A1 (en) * | 2004-05-19 | 2008-10-23 | Goeken Group Corp. | Dimming Circuit for Led Lighting Device With Means for Holding Triac in Conduction |
RU2539878C2 (ru) * | 2009-04-22 | 2015-01-27 | Вишэй Электроник Гмбх | Схема для светодиодного устройства и светодиодный модуль |
RU2559819C2 (ru) * | 2010-03-19 | 2015-08-10 | Тридоник Аг | Модульная светодиодная система освещения |
RU99901U1 (ru) * | 2010-06-28 | 2010-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Тегас" | Лампа светодиодная (варианты) |
RU194528U1 (ru) * | 2019-10-17 | 2019-12-13 | Акционерное общество "Федеральный центр науки и высоких технологий "Специальное научно-производственное объединение "Элерон" (АО "ФЦНИВТ "СНПО "Элерон") | Импульсный источник питания для светодиодных светильников |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU207675U1 (ru) * | 2021-08-30 | 2021-11-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Инкотекс Электроникс Групп" | Осветительное устройство переменного тока с низкими пульсациями светового потока |
RU214807U1 (ru) * | 2022-03-25 | 2022-11-15 | Виктор Васильевич Юдин | Светодиодный светильник с резервированием |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10616966B2 (en) | Apparatus, method and system for providing AC line power to lighting devices | |
US9894730B2 (en) | Apparatus and system for providing power to solid state lighting | |
RU2638958C2 (ru) | Схемное устройство и сид лампа, содержащая это схемное устройство | |
RU2657472C2 (ru) | Светодиодная лампа, содержащая предохранительный модуль для безопасной работы с различными балластами | |
US9451663B2 (en) | Apparatus for driving light emitting diode | |
RU2607464C2 (ru) | Схема управления яркостью светодиодного модуля с прямым питанием переменным током | |
RU2628528C2 (ru) | Схема драйвера светоизлучающих диодов | |
Dayal et al. | A direct AC LED driver with high power factor without the use of passive components | |
KR101002600B1 (ko) | 엘이디 조명 제어 회로 | |
US20150382419A1 (en) | Power supply circuit for altering flickering frequency of light-emitting diode | |
MX2011010051A (es) | Interfaz de atenuacion para linea de energia. | |
CN111656867B (zh) | 改型灯以及使用该改型灯的照明系统 | |
US20120223652A1 (en) | Light emitting diode circuits for general lighting | |
RU203675U1 (ru) | Светодиодный светильник | |
KR101531628B1 (ko) | 출력 보호를 가지는 다중 채널 광 소스 파워 서플라이 | |
CN104661408A (zh) | Led调光电路和led灯具 | |
Pal et al. | A novel cost-effective dual-colored LED lighting in household applications | |
KR20090056025A (ko) | 엘이디등 전원장치 | |
US8896228B2 (en) | Light emitting diode circuits for general lighting | |
KR20140135453A (ko) | 다수의 led 모듈을 구동하는 전원 공급 장치와 이를 구비하는 led 조명 장치 | |
RU175438U1 (ru) | Стабилизированный источник питания светодиодных систем освещения | |
CN106981997B (zh) | 电源设备 | |
RU205192U1 (ru) | Блок питания светодиодного светильника | |
CN110958732B (zh) | 一种具有延时熄灯功能的led灯电路 | |
RU177972U1 (ru) | Источник питания светодиодных систем освещения |