RU2241176C1 - Sunlight lamp - Google Patents

Sunlight lamp Download PDF

Info

Publication number
RU2241176C1
RU2241176C1 RU2003130117/28A RU2003130117A RU2241176C1 RU 2241176 C1 RU2241176 C1 RU 2241176C1 RU 2003130117/28 A RU2003130117/28 A RU 2003130117/28A RU 2003130117 A RU2003130117 A RU 2003130117A RU 2241176 C1 RU2241176 C1 RU 2241176C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
leds
transformer
wire line
parallel
inverter
Prior art date
Application number
RU2003130117/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Д.С. Стребков (RU)
Д.С. Стребков
А.И. Некрасов (RU)
А.И. Некрасов
мцов А.К. Л (RU)
А.К. Лямцов
Л.Ю. Юферев (RU)
Л.Ю. Юферев
Original Assignee
Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства filed Critical Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства
Priority to RU2003130117/28A priority Critical patent/RU2241176C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2241176C1 publication Critical patent/RU2241176C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: lighting devices with a built-in power supply.
SUBSTANCE: sunlight lamp has solar battery, accumulator of solar energy, charge controller, inverter, transformer, electric line, light-emitting diode lamps. The inverter is made of a frequency converter connected with the high-frequency step-up resonance transformer. The inner high-potential terminal of the high-voltage winding of the transformer is connected with the single-wire line. The lamps are connected to the line in parallel or in series. The lams are made of light-emitting diodes. The lamps are connected to the line in parallel. One lead of the lamp is connected to the high-voltage line. The other lead is connected to the capacitor made of an insulated conducting member.
EFFECT: reduced cost.
15 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области преобразования солнечной энергии в электрическую и последующего использования электрической энергии для освещения улиц, зданий и подземных сооружений.The invention relates to the field of converting solar energy into electrical energy and the subsequent use of electric energy for lighting streets, buildings and underground structures.

Известен солнечный светильник, состоящий из солнечной батареи, химического аккумулятора, контроллера заряда, соединительных проводников электрической линии и люминесцентной лампы. При большой мощности светильника используют дополнительно инвертор и трансформатор (см. Солнечный светильник. Технологии и оборудование возобновляемой энергетики. Каталог изделий, разработанных и производимых в системе ВИЭСХ. - М.: ВИЭСХ, 2001. - С.7). Недостатком известного устройства является низкий КПД светильника и потери энергии в соединительных проводах. Другим недостатком является возможность короткого замыкания соединительных проводников.Known solar lamp, consisting of a solar battery, a chemical battery, charge controller, connecting conductors of an electric line and a fluorescent lamp. When the luminaire’s power is high, an inverter and a transformer are also used (see. Solar luminaire. Technologies and equipment for renewable energy. Catalog of products developed and manufactured in the VIESH system. - M.: VIESH, 2001. - P.7). A disadvantage of the known device is the low efficiency of the lamp and energy loss in the connecting wires. Another disadvantage is the possibility of a short circuit of the connecting conductors.

Известен солнечный светильник, в котором вместо люминесцентной лампы используют светодиоды. Такой светильник имеет высокий КПД преобразования электрической энергии в световую 50-70% (см. Шахтный светильник индивидуального использования. Патент № 2187039, опубл. 10.03.2002 г. Бюл. № 22). Недостатками известного светильника являются потери электрической энергии в проводниках линии и высокая стоимость арматуры светильника, в которой закрепляют светодиоды. Другим недостатком является опасность короткого замыкания в проводах линии, что может вызвать взрыв горючего газа.A known solar lamp in which instead of a fluorescent lamp using LEDs. Such a lamp has a high efficiency of converting electric energy into light 50-70% (see. Mine lamp for individual use. Patent No. 2187039, published on March 10, 2002, Bull. No. 22). The disadvantages of the known lamp are the loss of electrical energy in the conductors of the line and the high cost of the fixture of the lamp, in which the LEDs are fixed. Another disadvantage is the risk of a short circuit in the wires of the line, which can cause an explosion of combustible gas.

Задачей предлагаемого изобретения является снижение стоимости светильника, потерь энергии и предотвращение короткого замыкания в линии.The objective of the invention is to reduce the cost of the lamp, energy loss and preventing short circuit in the line.

Технический результат достигается тем, что солнечный светильник содержит солнечную батарею, аккумулятор электрической энергии, контроллер заряда, инвертор, трансформатор, электрическую линию и светильники на основе скоммутированных светодиодов, инвертор выполнен в виде преобразователя частоты, который соединен с последовательным резонансным контуром, который состоит из емкости и индуктивности первичной обмотки резонансного высокочастотного повышающего трансформатора с разомкнутым сердечником или без сердечника, высокопотенциальный вывод высоковольтной обмотки трансформатора соединен с однопроводной линией, к линии соединены параллельно одним из выводов n светильников (n=1, 2, 3...n), каждый из светильников состоит из m параллельно включенных пар светодиодов (m=1, 2, 3...m), а каждая пара светодиодов состоит из двух включенных параллельно-встречно светодиодов, второй вывод каждого светильника соединен с естественной емкостью в виде изолированного проводящего тела.The technical result is achieved by the fact that the solar lamp contains a solar battery, an electric energy accumulator, a charge controller, an inverter, a transformer, an electric line and lamps based on commutated LEDs, the inverter is made in the form of a frequency converter, which is connected to a series resonant circuit, which consists of a capacitance and inductance of the primary winding of a resonant high-frequency step-up step-up transformer with or without an open core, high potential The output terminal of the high-voltage winding of the transformer is connected to a single-wire line, parallel to one of the terminals of n fixtures (n = 1, 2, 3 ... n), each of the fixtures consists of m parallel-connected pairs of LEDs (m = 1, 2, 3 ... m), and each pair of LEDs consists of two parallel-on-parallel LEDs, the second output of each lamp is connected to a natural capacitance in the form of an insulated conductive body.

В другом варианте в солнечном светильнике, который содержит солнечную батарею, аккумулятор электрической энергии, контроллер заряда, инвертор, трансформатор, электрическую линию и светильник на основе скоммутированных светодиодов, инвертор выполнен в виде преобразователя частоты и соединен последовательно через две симметричные емкости с первичной обмоткой резонансного высокочастотного трансформатора с разомкнутым сердечником или без сердечника, внутренний высокопотенциальный вывод высоковольтной обмотки трансформатора соединен однопроводной линией с естественной емкостью в виде изолированного проводящего тела, последовательно с однопроводной линией включены n светильников n=1, 2, 3...n, и каждый из n светильников состоит из m параллельно включенных пар светодиодов m=1, 2, 3...m, и каждая пара светодиодов состоит из двух включенных встречно-параллельно светодиодов, а количество n последовательно включенных светильников и количество m параллельно включенных пар светодиодов связаны с амплитудой тока iл и напряжения Uл в однопроводной линии соотношениемIn another embodiment, in a solar lamp, which contains a solar battery, an electric energy accumulator, a charge controller, an inverter, a transformer, an electric line and a lamp based on commutated LEDs, the inverter is made in the form of a frequency converter and connected in series through two symmetrical containers with a primary resonant high-frequency winding open-core or non-core transformer, internal high-potential output of the high-voltage winding of the transformer connected n a single-wire line with a natural capacitance in the form of an insulated conductive body, n luminaires n = 1, 2, 3 ... n are connected in series with a single-wire line, and each of n luminaires consists of m parallel pairs of LEDs m = 1, 2, 3 ... m, and each pair of LEDs consists of two on-parallel LEDs, and the number n of series-connected luminaires and the number m of parallel-connected pairs of LEDs are related to the amplitude of the current il and voltage Ul in a single-wire line by the ratio

Uл>n×Uсв;Ul> n × Usb;

iл>2m×iсд,IL> 2m × ISD,

где Uсв - напряжение светильника; iсд - ток светодиода.where Uсв - lamp voltage; ISD - LED current.

В другом варианте солнечного светильника, который содержит солнечную батарею, аккумулятор электрической энергии, контроллер заряда, инвертор, трансформатор, электрическую линию и светильники на основе скоммутированных светодиодов, инвертор выполнен в виде преобразователя частоты, который соединен через две симметрично включенные емкости с резонансным высокочастотным повышающим трансформатором с разомкнутым сердечником, внутренний высокопотенциальный вывод высоковольтной обмотки трансформатора соединен однопроводной линией с естественной емкостью в виде изолированного проводящего тела, последовательно с однопроводной линией подключено i-комплектов светильников, i=1, 2, 3...i, каждый комплект светильников состоит из n пар светильников n=1, 2, 3...n, каждый светильник состоит из m последовательно включенных светодиодов, m=1, 2, 3...m, светодиоды в каждой паре светильников соединены встречно.In another embodiment of the solar lamp, which contains a solar battery, an electric energy accumulator, a charge controller, an inverter, a transformer, an electric line and lamps based on commutated LEDs, the inverter is made in the form of a frequency converter, which is connected through two symmetrically connected capacitors with a resonant high-frequency boost transformer open-core, high-potential internal terminal of the high-voltage winding of the transformer connected by a single-wire line to the EU a natural capacity in the form of an insulated conducting body, i-sets of fixtures are connected in series with a single-wire line, i = 1, 2, 3 ... i, each set of fixtures consists of n pairs of fixtures n = 1, 2, 3 ... n, each lamp consists of m series-connected LEDs, m = 1, 2, 3 ... m, the LEDs in each pair of lamps are connected in opposite directions.

Еще в одном варианте солнечного светильника, который содержит солнечную батарею, аккумулятор электрической энергии, контроллер заряда, инвертор, трансформатор, электрическую линию и светильники на основе скоммутированных светодиодов, инвертор выполнен в виде преобразователя частоты и напряжения, соединен с резонансным высокочастотным повышающим трансформатором с разомкнутым сердечником или без сердечника, внутренний вывод высоковольтной обмотки трансформатора соединен однопроводной линией с естественной емкостью в виде изолированного проводящего тела, последовательно с однопроводной линией подключены n светильников, n=1, 2, 3...k, а каждый из n светильников состоит из m параллельно включенных пар светодиодов, m=1, 2, 3...m, и каждая пара светодиодов состоит из двух включенных параллельно-встречно светодиодов, а количество n последовательно включенных светильников и количество m параллельно включенных пар светодиодов связаны с амплитудой тока Iл и напряжения Uл в однопроводной линии соотношениемIn another embodiment of the solar lamp, which contains a solar battery, an electric energy accumulator, a charge controller, an inverter, a transformer, an electric line and lamps based on commutated LEDs, the inverter is made in the form of a frequency and voltage converter, connected to an open-core resonant high-frequency boost transformer or without a core, the internal terminal of the high-voltage winding of the transformer is connected by a single-wire line with a natural capacity in the form of insulators of a conducting body, n luminaires are connected in series with a single-wire line, n = 1, 2, 3 ... k, and each of n luminaires consists of m parallel-connected pairs of LEDs, m = 1, 2, 3 ... m, and each pair of LEDs consists of two parallel-on-parallel LEDs, and the number n of series-connected luminaires and the number m of parallel-connected pairs of LEDs are related to the amplitude of the current Il and voltage Ul in a single-wire line by the ratio

Uл>n×UсвUl> n × Us

Iл>2m×IсдIl> 2m × Isd

где Uсв - напряжение светильника; Iсд - ток светодиода.where Uсв - lamp voltage; Isd is the current of the LED.

В другом варианте солнечного светильника, который содержит солнечную батарею, аккумулятор электрической энергии, контроллер заряда, инвертор, трансформатор, электрическую линию и светильники, инвертор выполнен в виде преобразователя частоты, который соединен последовательно через две симметрично включенные емкости с первичной обмоткой резонансного высокочастотного трансформатора с разомкнутым сердечником, внутренний высокопотенциальный вывод вторичной обмотки трансформатора соединен с разветвленной сетью из однопроводных линий (k=1, 2, 3...k), конец каждой однопроводной линии соединен с естественной емкостью в виде изолированного проводящего тела, последовательно с каждой однопроводной линией включено i (i=1, 2, 3...i) светильников, состоит из m пар встречно-параллельно включенных светодиодов.In another embodiment of the solar luminaire, which contains a solar battery, an electric energy accumulator, a charge controller, an inverter, a transformer, an electric line and luminaires, the inverter is made in the form of a frequency converter, which is connected in series through two symmetrically connected capacitances with the primary winding of the resonant high-frequency transformer open core, the internal high-potential output of the secondary winding of the transformer is connected to a branched network of single-wire lines (k = 1, 2, 3 ... k), the end of each single-wire line is connected to the natural capacitance in the form of an insulated conductive body, i (i = 1, 2, 3 ... i) fixtures are connected in series with each single-wire line, consists of m pairs of on-parallel connected LEDs.

Еще в одном варианте солнечного светильника, который содержит солнечную батарею, аккумулятор электрической энергии, контроллер заряда, инвертор, трансформатор, электрическую линию и светильники на основе скоммутированных светодиодов, инвертор выполнен в виде преобразователя частоты, который соединен последовательно через две симметрично включенные емкости с резонансным высокочастотным повышающим трансформатором с разомкнутым сердечником, внутренний высокопотенциальный вывод высоковольтной обмотки трансформатора соединен с однопроводной линией с естественной емкостью в виде изолированного проводящего тела, в последовательно с однопроводной линией включено i-комплектов светильников, i=1, 2, 3...i, каждый комплект светильников состоит из n согласно параллельно включенных светильников и одного параллельно встречно включенного выпрямляющего диода, n=1, 2, 3...n, каждый светильник состоит из m последовательно включенных светодиодов, m=1, 2, 3...m, а ток выпрямляющего диода Iδ и ток светодиода iсδ связаны соотношениемIn another embodiment of the solar luminaire, which contains a solar battery, an electric energy accumulator, a charge controller, an inverter, a transformer, an electric line and luminaires based on commutated LEDs, the inverter is made in the form of a frequency converter, which is connected in series through two symmetrically connected capacitors with a resonant high-frequency an open-core step-up transformer, the internal high-potential terminal of the high-voltage winding of the transformer is connected to one a wire line with a natural capacity in the form of an insulated conductive body, i-sets of fixtures are included in series with a single-wire line, i = 1, 2, 3 ... i, each set of fixtures consists of n according to parallel connected fixtures and one parallel opposite rectifier diode, n = 1, 2, 3 ... n, each lamp consists of m series-connected LEDs, m = 1, 2, 3 ... m, and the current of the rectifying diode Iδ and the current of the LED i сδ are related by the relation

Iδ=niсδ Iδ = ni сδ

В солнечном светильнике в качестве естественной емкости использована емкость однопроводной линии. В солнечном светильнике изолированное проводящее тело, представляющее естественную емкость, выполнено в виде металлизированных корпусов светильников.In a solar luminaire, the capacity of a single-wire line is used as a natural capacity. In a solar luminaire, an insulated conductive body representing a natural capacity is made in the form of metallized lamp housings.

Устройство солнечного светильника, схемы подключения и принцип работы поясняют фиг.1-5. На фиг.1 представлена общая схема подключения светильников к однопроводной линии. На фиг.2 представлены два последовательно подключенных светильника, каждый из которых состоит из двух пар встречно-параллельно соединенных светодиодов, работающих с одной достаточной естественной емкостью. На фиг.3 представлен солнечный светильник, состоящий из двух цепей последовательно соединенных светодиодов, каждая цепь содержит по четыре светодиода, включенных встречно. На фиг.4 представлен солнечный светильник, имеющий два светильника, содержащих по четыре пары встречно-параллельно включенных светодиодов, соединенных в “звезду”. На фиг.5 представлены два светильника, каждый из которых содержит по две встречно включенных цепи, состоящих из двух последовательно включенных светодиодов, с параллельно включенными диодами.The device of the solar lamp, wiring diagrams and the principle of operation are illustrated in FIGS. 1-5. Figure 1 presents a General diagram of the connection of fixtures to a single-wire line. Figure 2 presents two series-connected luminaire, each of which consists of two pairs of counter-parallel connected LEDs operating with one sufficient natural capacity. Figure 3 presents a solar lamp, consisting of two chains of series-connected LEDs, each circuit contains four LEDs, included in the opposite direction. Figure 4 presents a solar lamp having two lamps containing four pairs of on-parallel connected LEDs connected to a "star". Figure 5 presents two luminaires, each of which contains two counterclockwise circuits, consisting of two series-connected LEDs, with diodes connected in parallel.

На фиг.1 электрическая энергия от солнечной батареи 1 через диод 2 или от аккумулятора 3 с контроллером заряда 4 подается на вход преобразователя 5, а затем через резонансные конденсаторы 16 на низковольтную обмотку 6 повышающего высокочастотного резонансного трансформатора 7. Диод 2 препятствует разряду аккумулятора 3. Низкопотенциальный вывод 14 высоковольтной обмотки 8 через разделительный конденсатор 17 соединены с землей. Высоковольтная обмотка 8 высокочастотного резонансного трансформатора 7 своим высоковольтным выводом 9 соединена однопроводной линией 10 со светильниками 11, имеющими естественную емкость 15. Благодаря этому осуществляется подача электрической энергии к светильникам и их работа.In Fig. 1, electric energy from the solar battery 1 through a diode 2 or from a battery 3 with a charge controller 4 is supplied to the input of the converter 5, and then through the resonant capacitors 16 to the low voltage winding 6 of the boost high-frequency resonant transformer 7. Diode 2 prevents the discharge of the battery 3. The low-potential terminal 14 of the high-voltage winding 8 is connected to ground through an isolation capacitor 17. The high-voltage winding 8 of the high-frequency resonant transformer 7 by its high-voltage output 9 is connected by a single-wire line 10 to the luminaires 11 having a natural capacitance 15. Due to this, electric energy is supplied to the luminaires and their operation.

На фиг.2 электрическая энергия от солнечной батареи 1 через диод 2 или от аккумулятора 3 с контроллером заряда 4 подается на вход преобразователя 5, а затем на низковольтную обмотку 6 повышающего высокочастотного резонансного трансформатора 7. Диод 2 препятствует разряду аккумулятора 3, Низкопотенциальный вывод 14 высоковольтной обмотки 8 соединен с землей. Высоковольтная обмотка 8 высокочастотного резонансного трансформатора 7 своим высоковольтным выводом 9 соединена однопроводной линией 10 с последовательно соединенными светильниками 11. Каждый светильник 11 выполнен из двух пар встречно-параллельно соединенных светодиодов 12 и 13. В конце однопроводной линии 10 светильник 11 соединен одним выводом к однопроводной линии, а другим выводом с естественной емкостью 15 в виде изолированного проводящего тела.In figure 2, electric energy from the solar battery 1 through a diode 2 or from a battery 3 with a charge controller 4 is supplied to the input of the converter 5, and then to the low-voltage winding 6 of the boost high-frequency resonant transformer 7. Diode 2 prevents the discharge of the battery 3, low-voltage output 14 of the high-voltage winding 8 is connected to ground. The high-voltage winding 8 of the high-frequency resonant transformer 7 with its high-voltage output 9 is connected by a single-wire line 10 with series-connected luminaires 11. Each lamp 11 is made of two pairs of oppositely connected LEDs 12 and 13. At the end of the single-wire line 10, the luminaire 11 is connected by a single output to a single-wire line , and another conclusion with a natural capacity of 15 in the form of an isolated conductive body.

На фиг.3 собственно светильник 11 содержит две цепи по четыре последовательно соединенных светодиодов 12 и 13, включенных встречно-параллельно и соединенных с естественной емкостью 15.In Fig. 3, the luminaire 11 itself contains two circuits of four series-connected LEDs 12 and 13, connected counter-parallel and connected to a natural capacity 15.

На фиг.4 представлен солнечный светильник, состоящий из двух светодиодных светильников-излучателей 11, содержащих по четыре пары встречно-параллельно включенных светодиодов 12 и 13, соединенных в разветвляющую сеть.Figure 4 presents a solar lamp, consisting of two LED luminaires-emitters 11 containing four pairs of counter-parallel-connected LEDs 12 and 13 connected to a branching network.

На фиг.5 представлен солнечный светильник, состоящий из двух светодиодных светильников-излучателей 11, каждый из которых содержит по две встречно включенные цепи из двух последовательно соединенных светодиодов 12 и 13, параллельно которым подключены диоды.Figure 5 presents a solar lamp, consisting of two LED luminaires-emitters 11, each of which contains two counter-connected circuit of two series-connected LEDs 12 and 13, in parallel with which diodes are connected.

Солнечный светильник работает следующим образом. Электрическую энергию от источников энергии 1 или 3 преобразуют по частоте в преобразователе частоты 5, повышают по напряжению с помощью повышающего высокочастотного резонансного трансформатора 7 и создают резонансные колебания тока и напряжения в первичной обмотке 6, вторичной обмотке 8 и в однопроводной линии 10 с частотой fo=1-100 кГц, равной частоте преобразователя частоты 5.Solar lamp operates as follows. Electric energy from energy sources 1 or 3 is converted in frequency in a frequency converter 5, increased in voltage using a high-frequency resonant transformer 7, and resonant current and voltage oscillations are created in the primary winding 6, the secondary winding 8, and in a single-wire line 10 with a frequency fo = 1-100 kHz equal to the frequency of the frequency converter 5.

Так как однопроводная линия 10 относительно обмотки 8 разомкнута, между током и напряжением существует фазовый сдвиг 90 градусов. Ток опережает напряжение на 90 градусов и перезаряжает емкость однопроводной линии 10, емкость светильников 11 и естественную емкость 15.Since the single-wire line 10 relative to the winding 8 is open, a phase shift of 90 degrees exists between the current and voltage. The current is 90 degrees ahead of the voltage and recharges the capacity of a single-wire line 10, the capacity of the fixtures 11 and the natural capacity 15.

Электромагнитная энергия в виде потока волн тока и напряжения перемещается от вывода 9 с высоким потенциалом через светильники 11 к естественной емкости 15 с более низким потенциалом вдоль эквипотенциальных линий кулонова электрического поля, поэтому джоулевы потери энергии в незамкнутом проводнике 10 малы. Положительная полуволна тока и напряжения проходит через светодиоды, включенные в прямом направлении, создавая на них падение напряжения 2-6 В. Положительные полуволны вызывают свечение согласно включенных светодиодов, а отрицательные полуволны тока и напряжения вызывают свечение встречно включенных светодиодов.Electromagnetic energy in the form of a stream of current and voltage waves moves from the terminal 9 with high potential through the luminaires 11 to the natural capacitance 15 with a lower potential along the equipotential lines of the Coulomb electric field, so the Joule energy loss in an open conductor 10 is small. The positive half-wave of current and voltage passes through the LEDs that are turned on in the forward direction, creating a voltage drop of 2-6 V on them. The positive half-waves cause a glow according to the LEDs turned on, and the negative half-waves of current and voltage cause a glow of the opposite LEDs.

Пример выполнения устройства солнечного светильника.An example of the device of the solar lamp.

Солнечная батарея мощностью 30 Вт напряжением 12 В и аккумуляторная батарея 12 В включены для работы с преобразователем частоты 50 кГц мощностью 15 Вт с выходным напряжением 12 В. Повышающий высокочастотный резонансный трансформатор содержит 8 витков низковольтной обмотки и 2500 витков высоковольтной обмотки, при этом на высоковольтном выводе генерируется потенциал с напряжением 1,5 кВ при частоте 50 кГц. Светильник состоит из 4 пар встречно-параллельно соединенных светодиодов типа СКЛ-19 белого свечения с рабочим напряжением 6 В, силой света по 450 мкд и рабочим током до 30 мА каждый.A 30 W solar battery with a voltage of 12 V and a 12 V battery are included for operation with a 50 kHz frequency converter with a power of 15 W with an output voltage of 12 V. A step-up high-frequency resonant transformer contains 8 turns of a low-voltage winding and 2500 turns of a high-voltage winding, while at the high-voltage output a potential with a voltage of 1.5 kV is generated at a frequency of 50 kHz. The luminaire consists of 4 pairs of counter-parallel-connected LEDs of the SKL-19 type with a white glow with an operating voltage of 6 V, a light intensity of 450 mcd and an operating current of up to 30 mA each.

За счет потребления высокочастотной электрической энергии в резонансном режиме осуществляется работа светильников с высоким КПД, равным 70-75%, с передачей энергии от источника энергии к светильнику по однопроводной линии с малыми потерями в проводнике. При питании светильника по однопроводной линии исключается возможность короткого замыкания, так как отсутствуют проводники с разностью потенциалов между ними, как это имеет место в обычной электрической сети. В качестве источника электрической энергии может быть использована не только солнечная батарея, но и любой другой источник энергии.Due to the consumption of high-frequency electric energy in resonance mode, the luminaires are operated with high efficiency equal to 70-75%, with the transfer of energy from the energy source to the luminaire via a single-wire line with low losses in the conductor. When the luminaire is powered via a single-wire line, the possibility of a short circuit is excluded, since there are no conductors with a potential difference between them, as is the case in a conventional electrical network. As a source of electrical energy can be used not only a solar battery, but also any other source of energy.

Claims (15)

1. Солнечный светильник, содержащий солнечную батарею, аккумулятор электрической энергии, контроллер заряда, инвертор, трансформатор, электрическую линию и светильники на основе скоммутированных светодиодов, отличающийся тем, что инвертор выполнен в виде преобразователя частоты, который соединен с последовательным резонансным контуром, который состоит из емкости и индуктивности первичной обмотки резонансного высокочастотного повышающего трансформатора с разомкнутым сердечником или без сердечника, высокопотенциальный вывод высоковольтной обмотки трансформатора соединен с однопроводной линией, к линии соединены параллельно одним из выводов n светильников (n=1, 2, 3 ...n), каждый из светильников состоит из параллельно включенных m пар светодиодов (m=1, 2, 3, ...m), а каждая пара светодиодов состоит из двух включенных параллельно-встречно светодиодов, второй вывод каждого светильника соединен с естественной емкостью в виде изолированного проводящего тела.1. A solar lamp comprising a solar battery, an electric energy accumulator, a charge controller, an inverter, a transformer, an electric line and luminaires based on commutated LEDs, characterized in that the inverter is made in the form of a frequency converter, which is connected to a series resonant circuit, which consists of capacitance and inductance of the primary winding of a resonant high-frequency step-up step-up transformer with or without an open core, high-potential output high The transformer’s voltage winding is connected to a single-wire line, parallel to one of the terminals of n fixtures (n = 1, 2, 3 ... n), each of the fixtures consists of m pairs of parallel-connected LEDs (m = 1, 2, 3, ... m), and each pair of LEDs consists of two parallel-on-parallel LEDs, the second output of each lamp is connected to a natural capacitance in the form of an insulated conductive body. 2. Солнечный светильник по п.1, отличающийся тем, что в качестве естественной емкости использована емкость однопроводной линии.2. The solar lamp according to claim 1, characterized in that the capacity of a single-wire line is used as a natural capacity. 3. Солнечный светильник по п.1, отличающийся тем, что изолированное проводящее тело выполнено в виде металлизированных корпусов светильника.3. The solar lamp according to claim 1, characterized in that the insulated conductive body is made in the form of metallized lamp housings. 4. Солнечный светильник, содержащий солнечную батарею, аккумулятор электрической энергии, контроллер заряда, инвертор, трансформатор, электрическую линию и светильники на основе скоммутированных светодиодов, отличающийся тем, что инвертор выполнен в виде преобразователя частоты, который соединен через две симметрично включенные емкости с первичной обмоткой резонансного высокочастотного повышающего трансформатора с разомкнутым сердечником или без сердечника, высокопотенциальный вывод высоковольтной обмотки трансформатора соединен однопроводной линией с естественной емкостью в виде изолированного проводящего тела, последовательно с однопроводной линией подключено i комплектов светильников (i=1, 2, 3 ...i), каждый комплект светильников состоит из n пар (n=1, 2, 3 ...n), каждый светильник состоит из m последовательно включенных светодиодов, (m=1, 2, 3 ...m), светодиоды в каждой паре светильников соединены параллельно-встречно.4. A solar lamp comprising a solar battery, an electric energy accumulator, a charge controller, an inverter, a transformer, an electric line and luminaires based on commutated LEDs, characterized in that the inverter is made in the form of a frequency converter, which is connected through two symmetrically connected capacitors to the primary winding resonant high-frequency step-up transformer with open core or without a core, high-potential output of the high-voltage winding of the transformer connected a single-wire line with a natural capacity in the form of an insulated conductive body, i sets of fixtures (i = 1, 2, 3 ... i) are connected in series with a single-wire line, each set of fixtures consists of n pairs (n = 1, 2, 3 .. .n), each lamp consists of m series-connected LEDs, (m = 1, 2, 3 ... m), the LEDs in each pair of lamps are connected in parallel-counter. 5. Солнечный светильник по п.4, отличающийся тем, что в качестве естественной емкости использована емкость однопроводной линии.5. Solar lamp according to claim 4, characterized in that the capacity of a single-wire line is used as a natural capacity. 6. Солнечный светильник по п.4, отличающийся тем, что изолированное проводящее тело выполнено в виде металлизированных корпусов светильника.6. The solar lamp according to claim 4, characterized in that the insulated conductive body is made in the form of metallized lamp housings. 7. Солнечный светильник, содержащий солнечную батарею, аккумулятор электрической энергии, контроллер заряда, инвертор, трансформатор, электрическую линию и светильники на основе скоммутированных светодиодов, отличающийся тем, что инвертор выполнен в виде преобразователя частоты и напряжения, соединен с резонансным высокочастотным повышающим трансформатором с разомкнутым сердечником или без сердечника, высокопотенциальный вывод высоковольтной обмотки трансформатора соединен однопроводной линией с естественной емкостью в виде изолированного проводящего тела, последовательно с однопроводной линией подключены n светильников (n=1, 2, 3 ...n), а каждый из n светильников состоит из m параллельно включенных пар светодиодов (m=1, 2, 3 ...m) и каждая пара светодиодов состоит из двух включенных параллельно-встречно светодиодов, а количество n последовательно включенных светильников и количество m параллельно включенных пар светодиодов связаны с амплитудой тока Iл и напряжения Uл в однопроводной линии соотношением7. A solar lamp comprising a solar battery, an electric energy accumulator, a charge controller, an inverter, a transformer, an electric line and luminaires based on commutated LEDs, characterized in that the inverter is designed as a frequency and voltage converter, connected to an open resonant high-frequency boost transformer with or without a core, the high-potential output of the high-voltage winding of the transformer is connected by a single-wire line with a natural capacitance in the form of an insulator of the conducting body, n luminaires are connected in series with a single-wire line (n = 1, 2, 3 ... n), and each of n luminaires consists of m parallel-connected pairs of LEDs (m = 1, 2, 3 ... m) and each pair of LEDs consists of two parallel-opposed LEDs, and the number n of series-connected luminaires and the number m of parallel-connected pairs of LEDs are related to the amplitude of the current Il and voltage Ul in a single-wire line by the ratio Uл>n×Ucв,Ul> n × Ucv, Iл>2m>Iсд,Il> 2m> Isd, где Uсв - напряжение светильника;where Uсв - lamp voltage; Iсд - ток светодиода.Isd is the current of the LED. 8. Солнечный светильник по п.7, отличающийся тем, что в качестве естественной емкости использована емкость однопроводной линии.8. The solar lamp according to claim 7, characterized in that the capacity of a single-wire line is used as a natural capacity. 9. Солнечный светильник по п.7, отличающийся тем, что изолированное проводящее тело выполнено в виде металлизированных корпусов светильника.9. The solar lamp according to claim 7, characterized in that the insulated conductive body is made in the form of metallized lamp housings. 10. Солнечный светильник, содержащий солнечную батарею, аккумулятор электрической энергии, контроллер заряда, инвертор, трансформатор, электрическую линию и светильники, отличающийся тем, что инвертор выполнен в виде преобразователя частоты, который соединен последовательно через две симметрично включенные емкости с первичной обмоткой резонансного высокочастотного трансформатора с разомкнутым сердечником, высокопотенциальный вывод вторичной обмотки трансформатора соединен с разветвленной сетью из k однопроводных линий (k=1, 2, 3 ...k), конец каждой однопроводной линии соединен с естественной емкостью в виде изолированного проводящего тела, последовательно с каждой однопроводной линией включено i (i=1, 2, 3 ...i) светильников, каждый светильник состоит из m пар (m=1, 2, 3 ...m) параллельно-встречно включенных светодиодов, а каждая пара состоит из двух параллельно-встречно включенных светодиодов.10. A solar lamp containing a solar battery, an electric energy accumulator, a charge controller, an inverter, a transformer, an electric line and fixtures, characterized in that the inverter is made in the form of a frequency converter, which is connected in series through two symmetrically connected capacitors with a primary winding of a resonant high-frequency transformer with an open core, the high-potential output of the secondary winding of the transformer is connected to an extensive network of k single-wire lines (k = 1, 2, 3 ... k), which the end of each single-wire line is connected to the natural capacitance in the form of an isolated conducting body, i (i = 1, 2, 3 ... i) luminaires are connected in series with each single-wire line, each luminaire consists of m pairs (m = 1, 2, 3 ... m) parallel-counter-connected LEDs, and each pair consists of two parallel-counter-connected LEDs. 11. Солнечный светильник по п.10, отличающийся тем, что в качестве естественной емкости использована емкость однопроводной линии.11. Solar lamp according to claim 10, characterized in that the capacity of a single-wire line is used as a natural capacity. 12. Солнечный светильник по п.10, отличающийся тем, что изолированное проводящее тело выполнено в виде металлизированных корпусов светильника.12. Solar lamp according to claim 10, characterized in that the insulated conductive body is made in the form of metallized lamp housings. 13. Солнечный светильник, содержащий солнечную батарею, аккумулятор электрической энергии, контроллер заряда, инвертор, трансформатор, электрическую линию и светильники на основе скоммутированных светодиодов, отличающийся тем, что инвертор выполнен в виде преобразователя частоты, который соединен последовательно через две симметрично включенные емкости с резонансным высокочастотным повышающим трансформатором с разомкнутым сердечником, высокопотенциальный вывод высоковольтной обмотки трансформатора соединен однопроводной линией с естественной емкостью в виде изолированного проводящего тела, последовательно с однопроводной линией включено i-комплектов светильников (i=1, 2, 3 ...I), каждый комплект светильников состоит из n согласно-параллельно включенных светильников (n=1, 2, 3 ...n), и одного параллельно-встречно включенного выпрямляющего диода, каждый светильник состоит из m последовательно включенных светодиодов (m=1, 2, 3 ...m), а ток выпрямляющего диода IД и ток светодиода IСД связаны соотношением13. A solar lamp containing a solar battery, an electric energy accumulator, a charge controller, an inverter, a transformer, an electric line and lamps based on commutated LEDs, characterized in that the inverter is made in the form of a frequency converter, which is connected in series through two symmetrically connected capacitors with a resonant open-circuit high-frequency step-up transformer, high-potential output of the transformer high-voltage winding connected by a single-wire line natural capacity in the form of an insulated conductive body, i-sets of fixtures (i = 1, 2, 3 ... I) are connected in series with a single-wire line, each set of fixtures consists of n fixtures connected in parallel (n = 1, 2, 3 ... n), and one parallel-counterclockwise rectifying diode, each lamp consists of m series-connected LEDs (m = 1, 2, 3 ... m), and the current of the rectifying diode I D and the current of the LED I LED are connected by the ratio IД=nIСД.I D = nI SD . 14. Солнечный светильник по п.13, отличающийся тем, что в качестве естественной емкости использована емкость однопроводной линии.14. The solar lamp according to item 13, wherein the capacity of a single-wire line is used as a natural capacity. 15. Солнечный светильник по п.13, отличающийся тем, что изолированное проводящее тело выполнено в виде металлизированных корпусов светильника.15. The solar lamp according to item 13, wherein the insulated conductive body is made in the form of metallized lamp housings.
RU2003130117/28A 2003-10-14 2003-10-14 Sunlight lamp RU2241176C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003130117/28A RU2241176C1 (en) 2003-10-14 2003-10-14 Sunlight lamp

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003130117/28A RU2241176C1 (en) 2003-10-14 2003-10-14 Sunlight lamp

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2241176C1 true RU2241176C1 (en) 2004-11-27

Family

ID=34311283

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003130117/28A RU2241176C1 (en) 2003-10-14 2003-10-14 Sunlight lamp

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2241176C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2505744C2 (en) * 2012-03-06 2014-01-27 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) Electric lighting system (versions)
RU2533671C2 (en) * 2012-03-06 2014-11-20 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) Supply system for gas-discharge lamps (versions)
RU2620363C2 (en) * 2012-08-13 2017-05-25 ЭлТи ЛАЙТИНГ (ТАЙВАНЬ) КОРП. Construction for controlling solar power system with extremely low power consumption
US20210203188A1 (en) * 2019-12-30 2021-07-01 Folquer Holdings Limited An electric power system and a method of transmitting electric power from a power source to a device via a single-wire electric wire
RU2753642C1 (en) * 2020-12-15 2021-08-18 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Method and device for transmission of electrical energy

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2505744C2 (en) * 2012-03-06 2014-01-27 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) Electric lighting system (versions)
RU2533671C2 (en) * 2012-03-06 2014-11-20 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) Supply system for gas-discharge lamps (versions)
RU2620363C2 (en) * 2012-08-13 2017-05-25 ЭлТи ЛАЙТИНГ (ТАЙВАНЬ) КОРП. Construction for controlling solar power system with extremely low power consumption
US20210203188A1 (en) * 2019-12-30 2021-07-01 Folquer Holdings Limited An electric power system and a method of transmitting electric power from a power source to a device via a single-wire electric wire
WO2021137065A1 (en) 2019-12-30 2021-07-08 Folquer Holdings Limited An electric power system and a method of transmitting electric power from a power source to a device via a single-wire
CN113131626A (en) * 2019-12-30 2021-07-16 弗洛格控股有限公司 Power system and method for operating a power system
RU2753642C1 (en) * 2020-12-15 2021-08-18 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Method and device for transmission of electrical energy

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4688154A (en) Track lighting system with plug-in adapters
DE69411723D1 (en) INVERTER WITH THREE CONNECTIONS FOR ELECTROLUMINESCENT LAMPS
RU2241176C1 (en) Sunlight lamp
CN102159001A (en) Lamp tube circuit of luminous component
CN102595736B (en) LED (Light-Emitting Diode) driving power supply compatible to electronic ballast
US9215765B1 (en) Systems and methods for low-power lamp compatibility with an electronic transformer
US20110216567A1 (en) Single switch inverter
CN105530737B (en) Dual-mode operation LED light
RU2409916C1 (en) Led lamp
RU2662796C1 (en) Electrical lighting system
RU2364783C1 (en) Feed system of gas-discharge lamp
CN202165873U (en) No-drive LED lamp
CN103256509A (en) Sectional type LED dimming lamp without externally arranged dimmer and dimming method thereof
CN203289704U (en) Sectional type LED (Light-Emitting Diode) lamp capable of light modulation and free of external light modulator
EP2929616B1 (en) Improvements in and relating to power supply systems
EP3364724B1 (en) Universal retrofit led lighting tube and lighting system
TW202118090A (en) Resonant light-emitting module particularly related to a resonance type light emitting module involving LC resonance
CN104869711A (en) Resonance-type large-power multipath output LED drive power supply
US9263964B1 (en) Systems and methods for low-power lamp compatibility with an electronic transformer
CN103269553A (en) LED (light emitting diode) drive circuit based on constitution of discrete component parts
CN215453357U (en) Ultra-low voltage electric lighting system circuit
RU2533671C2 (en) Supply system for gas-discharge lamps (versions)
RU2772975C2 (en) System for electric power supply and method for electric power transmission from power supply source to device by means of single-wire electric wire
CN202085377U (en) Novel emergency illumination electrodeless lamp
KR101233785B1 (en) Adc power supply system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20051015