RU2634493C2 - Wiring diagram of led light device to ac system - Google Patents

Wiring diagram of led light device to ac system Download PDF

Info

Publication number
RU2634493C2
RU2634493C2 RU2016109678A RU2016109678A RU2634493C2 RU 2634493 C2 RU2634493 C2 RU 2634493C2 RU 2016109678 A RU2016109678 A RU 2016109678A RU 2016109678 A RU2016109678 A RU 2016109678A RU 2634493 C2 RU2634493 C2 RU 2634493C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
led
key
contact
diode rectifier
keys
Prior art date
Application number
RU2016109678A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016109678A (en
Inventor
Василий Иванович Туев
Семён Петрович Шкарупо
Артём Юрьевич Олисовец
Артём Юрьевич Хомяков
Василий Сергеевич Солдаткин
Александр Валерьевич Иванов
Юлия Витальевна Ряполова
Анатолий Александрович Вилисов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники"
Priority to RU2016109678A priority Critical patent/RU2634493C2/en
Publication of RU2016109678A publication Critical patent/RU2016109678A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2634493C2 publication Critical patent/RU2634493C2/en

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
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source

Landscapes

  • Electronic Switches (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

FIELD: lighting.
SUBSTANCE: invention relates to electronic devices for the inclusion of light devices into the AC system in which light-emitting semiconducting diode (LED) groups are used as light sources. Certain LED devices of this kind have a high coefficient of the light flux pulsation, which has a negative effect on overall and visual performance. The essence of the invention lies in the fact that the wiring diagram of the LED light device to the AC system containing n (n=2, 3, …) of the series-connected LEDs, a diode rectifier which positive output is connected to the anode of the first LED, the first resistor, one output connected to the negative output terminal of the diode rectifier, n controllable normally open switches and n-1 monitoring switches are introduced, a resistor voltage divider of two series-connected resistors, connected in parallel with the output of the diode rectifier, and a controller with a processor and two ADCs.
EFFECT: circuit has a smaller value of the ripple factor and does not affect the overall and visual performance.
2 dwg

Description

Изобретение относится к светотехнике, в частности к электронным устройствам включения в сеть переменного тока световых приборов, в которых в качестве источников света использованы группы полупроводниковых светоизлучающих диодов (СИД).The invention relates to lighting engineering, in particular to electronic devices for incorporating lighting devices into an alternating current network, in which groups of semiconductor light emitting diodes (LEDs) are used as light sources.

Известно устройство питания светодиодов от сети переменного тока [1]. Устройство содержит две параллельно соединенные цепи, подключенные к источнику переменного напряжения, первая цепь содержит два встречно-параллельно включенных СИД, вторая цепь содержит последовательно соединенные конденсатор и два встречно-параллельно включенных СИД.A device for powering LEDs from AC power [1]. The device contains two parallel-connected circuits connected to an AC voltage source, the first circuit contains two counter-parallel connected LEDs, the second circuit contains a series-connected capacitor and two counter-parallel connected LEDs.

Протекание тока через светодиоды происходит короткими импульсами в моменты времени, соответствующие максимальному значению питающего переменного синусоидального напряжения, приложенного к СИД. Поскольку световой поток, генерируемый светодиодом, пропорционален протекающему току, световой поток устройства представляет собой временную последовательность коротких световых импульсов с удвоенной частотой питающей электрической сети. Недостатком аналога является большое значение коэффициента пульсаций (отношения полуразности максимального и минимального мгновенных значений светового потока к среднему значению) [2].The current flows through the LEDs in short pulses at time points corresponding to the maximum value of the supply alternating sinusoidal voltage applied to the LED. Since the luminous flux generated by the LED is proportional to the flowing current, the luminous flux of the device is a temporary sequence of short light pulses with twice the frequency of the supply network. The disadvantage of the analogue is the large value of the ripple coefficient (the ratio of the half-difference of the maximum and minimum instantaneous values of the light flux to the average value) [2].

Наиболее близким к заявляемому устройству является устройство питания светодиодов от сети переменного тока [3].Closest to the claimed device is a power supply device for the LEDs from the AC network [3].

Устройство содержит n (n=2, 3, …) последовательно соединенных СИД. Анод первого СИД подключен к первому выводу сглаживающего пульсации напряжения первого конденсатора и к положительной выходной клемме диодного выпрямителя. Катод n-го СИД подсоединен ко второму выводу первого конденсатора и через первый резистор - к отрицательной клемме диодного выпрямителя. Входные клеммы диодного выпрямителя последовательно соединены с вторым токоограничивающим конденсатором и вторым резистором и подключены к сети переменного напряжения. Параллельно входным клеммам диодного выпрямителя подключен третий конденсатор, а параллельно второму конденсатору подключен третий разрядный резистор.The device contains n (n = 2, 3, ...) series-connected LEDs. The anode of the first LED is connected to the first output of the smoothing voltage ripple of the first capacitor and to the positive output terminal of the diode rectifier. The cathode of the nth LED is connected to the second terminal of the first capacitor and through the first resistor to the negative terminal of the diode rectifier. The input terminals of the diode rectifier are connected in series with the second current-limiting capacitor and the second resistor and are connected to an alternating voltage network. A third capacitor is connected in parallel with the input terminals of the diode rectifier, and a third discharge resistor is connected in parallel with the second capacitor.

Недостатком устройства-прототипа является высокое значение коэффициента пульсаций светового потока.The disadvantage of the prototype device is the high value of the ripple coefficient of the light flux.

Задачей, на достижение которой направлено предлагаемое техническое решение, является уменьшение коэффициента пульсаций светового потока.The task to which the proposed technical solution is directed is to reduce the coefficient of ripple of the light flux.

Это достигается тем, что в схему включения светодиодного светового прибора в сеть переменного тока, содержащую диодный выпрямитель, n (n=2, 3, …) СИД, причем анод n-го СИД соединен с положительной выходной клеммой диодного выпрямителя, первый резистор, одним выводом подключенный к отрицательной выходной клемме диодного выпрямителя, введены n управляемых нормально разомкнутых ключей и n-1 управляемых ключей, работающих на переключение. При этом первый контакт первого нормально разомкнутого ключа подключен к аноду первого СИД, первый контакт второго ключа подключен к аноду второго СИД, первый контакт n-1-го ключа подключен к аноду n-1-го СИД, а вторые контакты 1, 2, …, n-1-го ключей подключены к положительной выходной клемме диодного выпрямителя, первый контакт n-го ключа подключен к катоду первого СИД, а второй контакт - ко второму выводу первого резистора. Управляемые ключи, работающие на переключение (n-1), подключены так, что переключаемый контакт первого ключа подключен к катоду второго СИД, переключаемый контакт n-1-го ключа подключен к катоду n-го СИД, нормально замкнутый контакт первого ключа подключен к аноду первого СИД и первому контакту первого нормально разомкнутого ключа, …, замкнутый контакт n-1-го ключа подключен к аноду n-1-го СИД и первому контакту n-1-го нормально разомкнутого ключа, а нормально разомкнутые контакты первого, …, n-1-го ключей, работающих на переключение, подключены к катоду первого СИД и первому контакту n-го нормально разомкнутого ключа. Кроме того, в схему введены контроллер с процессором и двумя АЦП, резисторный делитель напряжения из последовательного соединенных второго и третьего резисторов, включенный параллельно выходу диодного выпрямителя. При этом дифференциальные входы первого АЦП подключены к первому резистору, дифференциальные входы второго АЦП подключены к третьему резистору, а 2n-1 выходов процессора подключены к управляющим входам первого, второго, …, n-го нормально разомкнутых ключей и к управляющим входам первого, второго, …, n-1-го ключей, работающих на переключение.This is achieved by the fact that in the circuit for connecting the LED light fixture to an alternating current network containing a diode rectifier, n (n = 2, 3, ...) LEDs, the anode of the n-th LED connected to the positive output terminal of the diode rectifier, the first resistor, one connected to the negative output terminal of the diode rectifier, n controlled normally open keys and n-1 controlled keys working for switching are entered. In this case, the first contact of the first normally open key is connected to the anode of the first LED, the first contact of the second key is connected to the anode of the second LED, the first contact of the n-1st key is connected to the anode of the n-1st LED, and the second contacts 1, 2, ... , the n-1st keys are connected to the positive output terminal of the diode rectifier, the first contact of the nth key is connected to the cathode of the first LED, and the second contact is connected to the second terminal of the first resistor. Managed keys that work on the switch (n-1) are connected so that the switch contact of the first key is connected to the cathode of the second LED, the switch contact of the n-1 key is connected to the cathode of the n-LED, the normally closed contact of the first key is connected to the anode the first LED and the first contact of the first normally open key, ..., the closed contact of the n-1st LED is connected to the anode of the n-1st LED and the first contact of the n-1st normally open key, and the normally open contacts of the first, ..., n -1th keys working on switching are connected to Tod first LED and the first contact of the n-th normally open switch. In addition, a controller with a processor and two ADCs, a resistor voltage divider from the second and third resistors connected in series, connected in parallel with the output of the diode rectifier, are introduced into the circuit. In this case, the differential inputs of the first ADC are connected to the first resistor, the differential inputs of the second ADC are connected to the third resistor, and 2n-1 of the processor outputs are connected to the control inputs of the first, second, ..., nth normally open keys and to the control inputs of the first, second, ..., n-1st keys working on the switch.

Функциональная схема устройства приведена на фиг. 1, на которой обозначено: 1 - контроллер; 2, 3 - аналого-цифровые преобразователи (АЦП); 4 - диодный выпрямитель; 5.1, 5.2, …, 5.n-управляемые нормально разомкнутые ключи; 6.1, 6.2, …, 6.n-СИД; 7.1, 7.2, …, 7.n-1-управляемые ключи, работающие на переключение; 8 - первый резистор; 9, 10 - второй и третий резисторы.A functional diagram of the device is shown in FIG. 1, on which is indicated: 1 - controller; 2, 3 - analog-to-digital converters (ADC); 4 - diode rectifier; 5.1, 5.2, ..., 5.n-controlled normally open keys; 6.1, 6.2, ..., 6.n-LEDs; 7.1, 7.2, ..., 7.n-1-managed keys that work on switching; 8 - the first resistor; 9, 10 - the second and third resistors.

На фиг. 2,а и 2,б приведены эпюры соответственно напряжения на выходе диодного выпрямителя 4 и тока, протекающего через СИД 6.1, 6.2, …, 6.n, управляемый ключ 5.n и первый резистор 8.In FIG. Figures 2a and 2b show diagrams, respectively, of the voltage at the output of the diode rectifier 4 and of the current flowing through the LEDs 6.1, 6.2, ..., 6.n, the controlled switch 5.n and the first resistor 8.

Устройство, изображенное на фиг. 1, работает следующим образом.The device shown in FIG. 1, works as follows.

В выключенном состоянии ключи 5.1, …, 5.n разомкнуты, ключи 7.1, …, 7.n-1 нормально замкнуты, что предотвращает выход СИД из строя при включении устройства. При включении устройства контроллер 1 с помощью АЦП 2 определяет момент перехода пульсирующего напряжения на выходе диодного выпрямителя 4 через ноль и подает логические сигналы на управляющие входы управляемых ключей таким образом, чтобы управляемые ключи 5.1, 5.2, …, 5.n перешли в замкнутое состояние, а ключи 7.1, 7.2, …, 7.n-1 переключились на нормально разомкнутый контакт. Аноды СИД 6.1, 6.2, …, 6.n-1 через замкнутые ключи 5.1, …, 5.n-1 подключаются к аноду СИД 6.n и плюсовой выходной клемме диодного выпрямителя. В результате к выходным клеммам диодного выпрямителя 4 последовательно подключаются ключ 5.n, резистор 8 и параллельно соединенные СИД 6.1, 6.2, …, 6.n. Светятся СИД 6.1, 6.2, …, 6.n. Общий световой поток в n раз больше светового потока одного СИД.In the off state, the keys 5.1, ..., 5.n are open, the keys 7.1, ..., 7.n-1 are normally closed, which prevents the LED from failing when the device is turned on. When the device is turned on, the controller 1 using the ADC 2 determines the moment the pulsating voltage at the output of the diode rectifier 4 passes through zero and provides logic signals to the control inputs of the controlled keys so that the controlled keys 5.1, 5.2, ..., 5.n go into a closed state, and the keys 7.1, 7.2, ..., 7.n-1 switched to a normally open contact. Anodes LED 6.1, 6.2, ..., 6.n-1 through closed keys 5.1, ..., 5.n-1 are connected to the anode of LED 6.n and the positive output terminal of the diode rectifier. As a result, a key 5.n, a resistor 8 and parallel-connected LEDs 6.1, 6.2, ..., 6.n are connected in series to the output terminals of the diode rectifier 4. LEDs 6.1, 6.2, ..., 6.n are lit. The total luminous flux is n times greater than the luminous flux of a single LED.

С увеличением значения напряжения на выходных клеммах диодного выпрямителя 4 значение тока возрастает. Ток в цепи контролируется контроллером 1 с помощью АЦП 3 по падению напряжения на резисторе 8. При достижении током в цепи максимального значения для выбранного типа СИД контроллер 1 изменяет логические сигналы на управляющих входах управляемых ключей таким образом, чтобы управляемые ключи с нечетными номерами 5.1, 5.3, … переключились в разомкнутое состояние, а ключи 7.2, 7.4, … с четными номерами переключились на нормально разомкнутый контакт. К выходным клеммам диодного выпрямителя 4 через замкнутый ключ 5.n и резистор 8 оказывается подключенной цепь из параллельно включенных групп по два последовательно соединенных СИД в группе. Светятся СИД 6.1, 6.2, …, 6.n, если n - четное, или 6.1, 6.2, …, 6.n-1, если n - нечетное. Общий световой поток в n или (n-1) раз больше светового потока одного СИД.With an increase in the voltage value at the output terminals of the diode rectifier 4, the current value increases. The current in the circuit is controlled by controller 1 using the ADC 3 by the voltage drop across the resistor 8. When the current in the circuit reaches the maximum value for the selected type of LED, controller 1 changes the logic signals at the control inputs of the managed keys so that the controlled keys with odd numbers 5.1, 5.3 , ... switched to open state, and the keys 7.2, 7.4, ... with even numbers switched to normally open contact. To the output terminals of the diode rectifier 4 through a closed key 5.n and resistor 8 is a connected circuit from parallel connected groups of two series-connected LEDs in the group. LEDs 6.1, 6.2, ..., 6.n light up if n is even, or 6.1, 6.2, ..., 6.n-1 if n is odd. The total luminous flux is n or (n-1) times greater than the luminous flux of a single LED.

При дальнейшем увеличении напряжения на выходных клеммах диодного выпрямителя 4 контроллер поочередно подключает цепь из параллельно включенных групп по три, четыре, … последовательно соединенных СИД в группе. После достижения напряжения на выходных клеммах диодного выпрямителя 4 максимального мгновенного значения напряжения и, соответственно, тока, протекающего по цепи СИД 6.1; 6.2; … 6.n, замкнутый ключ 5.n, резистор 8, напряжение и ток уменьшаются. При достижении тока в цепи минимального значения для выбранного типа СИД контроллер 1 изменяет логические сигналы на управляющих входах управляемых ключей таким образом, чтобы управляемый ключ 5.n-1 перешел в замкнутое состояние. При дальнейшем уменьшении напряжения на выходных клеммах диодного выпрямителя 4 контроллер поочередно подключает цепь из параллельно включенных групп по … четыре, три, два, один … последовательно соединенных СИД в группе.With a further increase in voltage at the output terminals of the diode rectifier 4, the controller alternately connects a chain of parallel connected groups of three, four, ... series-connected LEDs in the group. After reaching the voltage at the output terminals of the diode rectifier 4, the maximum instantaneous voltage value and, accordingly, the current flowing through the LED circuit 6.1; 6.2; ... 6.n, closed key 5.n, resistor 8, voltage and current are reduced. When the current in the circuit reaches the minimum value for the selected type of LED, the controller 1 changes the logic signals at the control inputs of the managed keys so that the controlled key 5.n-1 switches to the closed state. With a further decrease in voltage at the output terminals of the diode rectifier 4, the controller alternately connects a chain of parallel-connected groups of ... four, three, two, one ... series-connected LEDs in the group.

В результате в каждый интервал времени между переключениями ключей за период переменного питающего напряжения светятся все n или почти все СИД, обеспечивая постоянство светового потока.As a result, all n or almost all LEDs shine during each time interval between switching over the period of the alternating supply voltage, ensuring a constant luminous flux.

По предлагаемой функциональной схеме (фиг. 1) был изготовлен макет устройства, содержащий четыре СИД, причем анод 4-го СИД соединен с положительной выходной клеммой диодного выпрямителя, первый резистор, одним выводом подключенный к отрицательной выходной клемме диодного выпрямителя, 4 управляемых нормально разомкнутых ключа, причем первый контакт первого ключа подключен к аноду первого СИД, первый контакт второго ключа подключен к аноду второго СИД, первый контакт 3-го ключа подключен к аноду 3-го СИД, а вторые контакты 1, 2, и 3-го ключей подключены к положительной выходной клемме диодного выпрямителя, первый контакт 4-го ключа подключен к катоду первого СИД, а второй контакт - ко второму выводу первого резистора. Три управляемых ключа, работающих на переключение, подключены так, что переключаемый контакт первого ключа подключен к катоду второго СИД, … переключаемый контакт 3-го ключа подключен к катоду 4-го СИД, нормально замкнутый контакт первого ключа подключен к аноду первого СИД и первому контакту первого нормально разомкнутого ключа, …, замкнутый контакт 3-го ключа подключен к аноду 3-го СИД и первому контакту 3-го нормально разомкнутого ключа, а нормально разомкнутые контакты первого, второго и третьего ключей, работающих на переключение, подключены к катоду первого СИД и первому контакту n-го нормально разомкнутого ключа. Параллельно выходу диодного выпрямителя включен резисторный делитель напряжения из последовательного соединенных второго и третьего резисторов. Дифференциальные входы первого АЦП контроллера подключены к первому резистору, дифференциальные входы второго АЦП подключены к третьему резистору. Семь выходов процессора подключены соответственно к управляющим входам первого, второго, третьего и четвертого нормально разомкнутых ключей и к управляющим входам первого, второго, и третьего ключей, работающих на переключение.According to the proposed functional diagram (Fig. 1), a device layout was made containing four LEDs, the anode of the 4th LED connected to the positive output terminal of the diode rectifier, the first resistor connected to the negative output terminal of the diode rectifier by one output, 4 controlled normally open keys moreover, the first contact of the first key is connected to the anode of the first LED, the first contact of the second key is connected to the anode of the second LED, the first contact of the 3rd key is connected to the anode of the 3rd LED, and the second contacts of the 1st, 2nd, and 3rd keys are connected are connected to the positive output terminal of the diode rectifier, the first contact of the 4th key is connected to the cathode of the first LED, and the second contact to the second output of the first resistor. Three controlled keys working for switching are connected so that the switched contact of the first key is connected to the cathode of the second LED, ... the switched contact of the 3rd key is connected to the cathode of the 4th LED, the normally closed contact of the first key is connected to the anode of the first LED and the first contact of the first normally open key, ..., the closed contact of the 3rd key is connected to the anode of the 3rd LED and the first contact of the 3rd normally open key, and the normally open contacts of the first, second and third keys working for switching are connected yucheny to the cathode of the first LED and the first contact of the n-th normally open switch. In parallel to the output of the diode rectifier, a resistor voltage divider is connected from the second and third resistors connected in series. The differential inputs of the first ADC controller are connected to the first resistor, the differential inputs of the second ADC are connected to the third resistor. Seven processor outputs are connected respectively to the control inputs of the first, second, third and fourth normally open keys and to the control inputs of the first, second, and third keys that work on switching.

Устройство с четырьмя СИД работает следующим образом.A device with four LEDs operates as follows.

В выключенном состоянии ключи 5.1, …, 5.4 разомкнуты, ключи 7.1, …, 7.3 нормально замкнуты, что предотвращает выход СИД из строя при включении устройства.In the off state, the keys 5.1, ..., 5.4 are open, the keys 7.1, ..., 7.3 are normally closed, which prevents the LED from failing when the device is turned on.

При включении устройства контроллер 1 с помощью АЦП 2 определяет момент перехода пульсирующего напряжения на выходе диодного выпрямителя 4 через ноль и подает логические сигналы на управляющие входы управляемых ключей таким образом, чтобы управляемые ключи 5.1, 5.2, …, 5.4, перешли в замкнутое состояние, а ключи 7.1, 7.2, …, 7.3 переключились на нормально разомкнутый контакт. Аноды СИД 6.1, 6.2, 6.3 через замкнутые ключи 5.1, …, 5.3 подключаются к аноду СИД 6.4 и плюсовой выходной клемме диодного выпрямителя. В результате к выходным клеммам диодного выпрямителя 4 последовательно подключаются ключ 5.4, резистор 8 и параллельно соединенные СИД 6.1, 6.2, 6.3 и 6.4. Светятся все четыре СИД 6.1, 6.2, 6.3 и 6.4. Общий световой поток в четыре раза больше светового потока одного СИД.When the device is turned on, the controller 1 using the ADC 2 determines the moment the pulsating voltage at the output of the diode rectifier 4 passes through zero and provides logic signals to the control inputs of the controlled keys so that the controlled keys 5.1, 5.2, ..., 5.4 are in a closed state, and keys 7.1, 7.2, ..., 7.3 switched to a normally open contact. Anodes LED 6.1, 6.2, 6.3 through closed keys 5.1, ..., 5.3 are connected to the anode LED 6.4 and the positive output terminal of the diode rectifier. As a result, a key 5.4, a resistor 8 and parallel-connected LEDs 6.1, 6.2, 6.3 and 6.4 are connected in series to the output terminals of the diode rectifier 4. All four LEDs 6.1, 6.2, 6.3 and 6.4 are lit. The total luminous flux is four times the luminous flux of a single LED.

С увеличением значения напряжения на выходных клеммах диодного выпрямителя 4 значение тока возрастает. Ток в цепи контролируется контроллером 1 с помощью АЦП 3 по падению напряжения на резисторе 8. При достижении тока в цепи максимального значения для выбранного типа СИД контроллер 1 изменяет логические сигналы на управляющих входах управляемых ключей таким образом, чтобы управляемые ключи 5.1 и 5.3 переключились в разомкнутое состояние, а ключ 7.2 переключился на нормально разомкнутый контакт. К выходным клеммам диодного выпрямителя 4 через замкнутый ключ 5.4 и резистор 8 подключается цепь из параллельно включенных двух групп по два последовательно соединенных СИД: в первой группе последовательно соединены СИД 6.1, 6.2, в другой группе - СИД 6.3, 6.4. Светятся все четыре СИД 6.1, 6.2, 6.3 и 6.4. Общий световой поток в четыре раза больше светового потока одного СИД.With an increase in the voltage value at the output terminals of the diode rectifier 4, the current value increases. The current in the circuit is controlled by controller 1 using the ADC 3 by the voltage drop across the resistor 8. When the current in the circuit reaches the maximum value for the selected type of LED, controller 1 changes the logic signals at the control inputs of the controlled keys so that the controlled keys 5.1 and 5.3 switch to open status, and key 7.2 switched to a normally open contact. A circuit from two parallel-connected groups of two LEDs connected in series is connected to the output terminals of the diode rectifier 4 through a closed key 5.4 and resistor 8: in the first group, LEDs 6.1, 6.2 are connected in series, in the other group - LEDs 6.3, 6.4. All four LEDs 6.1, 6.2, 6.3 and 6.4 are lit. The total luminous flux is four times the luminous flux of a single LED.

При дальнейшем увеличении значения напряжения на выходных клеммах диодного выпрямителя 4 значение тока возрастает. Ток в цепи контролируется контроллером 1 с помощью АЦП 3 по падению напряжения на резисторе 8. При достижении тока в цепи максимального значения для выбранного типа СИД контроллер 1 изменяет логические сигналы на управляющих входах управляемых ключей таким образом, чтобы управляемые ключи 5.1 и 5.2 переключились в разомкнутое состояние, ключ 5.3 перешел в замкнутое состояние, а ключи 7.1, 7.2 и 7.3 переключились на нормально замкнутый контакт. К выходным клеммам диодного выпрямителя 4 через замкнутый ключ 5.4 и резистор 8 подключается цепь из последовательно соединенных СИД 6.1, 6.2 и 6.3. Светятся три СИД 6.1, 6.2, и 6.3. Общий световой поток в три раза больше светового потока одного СИД.With a further increase in the voltage value at the output terminals of the diode rectifier 4, the current value increases. The current in the circuit is controlled by controller 1 using the ADC 3 by the voltage drop across the resistor 8. When the current in the circuit reaches the maximum value for the selected type of LED, controller 1 changes the logic signals at the control inputs of the controlled keys so that the controlled keys 5.1 and 5.2 switch to open state, key 5.3 went into a closed state, and keys 7.1, 7.2 and 7.3 switched to a normally closed contact. To the output terminals of the diode rectifier 4 through a closed key 5.4 and resistor 8, a circuit is connected from series-connected LEDs 6.1, 6.2 and 6.3. Three LEDs 6.1, 6.2, and 6.3 light up. The total luminous flux is three times the luminous flux of a single LED.

При дальнейшем увеличении значения напряжения на выходных клеммах диодного выпрямителя 4 значение тока возрастает. При достижении тока в цепи максимального значения для выбранного типа СИД контроллер 1 изменяет логические сигналы на управляющих входах управляемых ключей таким образом, чтобы управляемые ключи 5.1, 5.2 и 5.3 переключились в разомкнутое состояние, а ключи 7.1, 7.2 и 7.3 переключились - на нормально замкнутый контакт. К выходным клеммам диодного выпрямителя 4 через замкнутый ключ 5.4 и резистор 8 оказывается подключена цепь из последовательно соединенных СИД 6.1, 6.2, 6.3 и 6.4. Светятся четыре СИД 6.1, 6.2, 6.3 и 6.4. Общий световой поток в четыре раза больше светового потока одного СИД.With a further increase in the voltage value at the output terminals of the diode rectifier 4, the current value increases. When the current in the circuit reaches the maximum value for the selected type of LED, controller 1 changes the logic signals at the control inputs of the controlled keys so that the controlled keys 5.1, 5.2, and 5.3 switch to the open state, and the keys 7.1, 7.2, and 7.3 switch to the normally closed contact . To the output terminals of the diode rectifier 4 through a closed key 5.4 and resistor 8, a circuit is connected from series-connected LEDs 6.1, 6.2, 6.3 and 6.4. Four LEDs 6.1, 6.2, 6.3 and 6.4 are lit. The total luminous flux is four times the luminous flux of a single LED.

После достижения напряжения на выходных клеммах диодного выпрямителя 4 максимального мгновенного значения напряжения и, соответственно, тока, протекающего по цепи СИД 6.1; 6.2; 6.3 и 6.4, замкнутый ключ 5.4, резистор 8, напряжение и ток уменьшаются. Контроллер 1 изменяет логические сигналы на управляющих входах управляемых ключей таким образом, чтобы алгоритм переключения СИД осуществился в обратной последовательности.After reaching the voltage at the output terminals of the diode rectifier 4, the maximum instantaneous voltage value and, accordingly, the current flowing through the LED circuit 6.1; 6.2; 6.3 and 6.4, closed key 5.4, resistor 8, voltage and current are reduced. The controller 1 changes the logic signals at the control inputs of the managed keys so that the LED switching algorithm is implemented in the reverse order.

В результате в каждый интервал времени между переключениями ключей за период переменного питающего напряжения светятся все четыре или три СИД, обеспечивая минимальное значение коэффициента пульсаций. Ток в цепи СИД меняется от минимального до максимального значения с частотой, в 15 раз большей частоты питающего переменного напряжения. При частоте питающей сети 50 (60) Гц значение частоты пульсаций светового потока равно 750 (900) Гц. Пульсация освещенности свыше 300 Гц согласно [4] не оказывает влияния на общую и зрительную работоспособность.As a result, in each time interval between switching the keys during the period of the alternating supply voltage, all four or three LEDs light up, providing the minimum value of the ripple coefficient. The current in the LED circuit changes from minimum to maximum value with a frequency 15 times the frequency of the supply AC voltage. At a mains frequency of 50 (60) Hz, the value of the pulsation frequency of the light flux is 750 (900) Hz. Pulsation of illumination above 300 Hz according to [4] does not affect the general and visual performance.

Экспериментальные измерения показали, что по отношению к устройству-прототипу предлагаемое устройство имеет на 42% меньшее значение коэффициента пульсации.Experimental measurements showed that in relation to the prototype device, the proposed device has a 42% lower value of the ripple coefficient.

Дополнительное преимущество заявляемого устройства заключается в повышенной надежности, поскольку контроллер может быть запрограммирован так, что при превышении тока через СИД максимального рабочего значения, размыкается ключ 5.n на фиг. 1, отключая СИД от диодного выпрямителя 4 до момента перехода пульсирующего напряжения на выходе диодного выпрямителя 4 через ноль.An additional advantage of the inventive device is increased reliability, since the controller can be programmed so that when the current through the LED exceeds the maximum operating value, the key 5.n in FIG. 1, disconnecting the LED from the diode rectifier 4 until the pulsating voltage at the output of the diode rectifier 4 passes through zero.

Выполненные патентные исследования и анализ других источников информации показали, что предлагаемое техническое решение является новым, имеет изобретательский уровень, поскольку не является очевидным из уровня техники. Возможность промышленного производства и достижение положительного эффекта доказаны экспериментально.Performed patent research and analysis of other sources of information showed that the proposed technical solution is new, has an inventive step, since it is not obvious from the prior art. The possibility of industrial production and the achievement of a positive effect are proved experimentally.

Источники информацииInformation sources

1. Пат.US 8269408 В2, Led based structure with embedded capacitor / Helio optoelectronics corporation (TW), 11.01.2011.1. Pat. US 8269408 B2, Led based structure with embedded capacitor / Helio optoelectronics corporation (TW), 01/11/2011.

2. Махлин А. Особенности проектирования блока питания для светодиодных ламп // Полупроводниковая светотехника. - 2011. - №1. - С. 31.2. Makhlin A. Features of designing a power supply for LED lamps // Semiconductor lighting technology. - 2011. - No. 1. - S. 31.

3. Пат. №95214 РФ, МПК Н05В 37/00, Схема подключения светодиодного светового прибора в сеть переменного тока // Кумин А.М. (RU) - №2009146804/22, заявл. 17.12.2009, опубл. 10.06.2010 - прототип устройства.3. Pat. No. 95214 of the Russian Federation, IPC Н05В 37/00, Scheme of connecting an LED light device to an alternating current network // Kumin A.M. (RU) - No. 2009146804/22, claimed 12/17/2009, publ. 06/10/2010 - a prototype device.

4. ГОСТ P 54945-2012. Здания и сооружения. Методы измерения коэффициента пульсации освещенности.4. GOST P 54945-2012. Buildings and constructions. Methods of measuring the ripple coefficient of illumination.

Claims (1)

Схема подключения светодиодного светового прибора в сеть переменного тока, содержащая диодный выпрямитель, n (n=2, 3, …) СИД, причем анод n-го СИД соединен с положительной выходной клеммой диодного выпрямителя, первый резистор, одним выводом подключенный к отрицательной выходной клемме диодного выпрямителя, отличающаяся тем, что в схему введены n управляемых нормально разомкнутых ключей, причем первый контакт первого ключа подключен к аноду первого СИД, первый контакт второго ключа подключен к аноду второго СИД, первый контакт n-1-го ключа подключен к аноду n-1-го СИД, а вторые контакты 1, 2, …, n-1-го ключей подключены к положительной выходной клемме диодного выпрямителя, первый контакт n-го ключа подключен к катоду первого СИД, а второй контакт - ко второму выводу первого резистора, n-1 управляемых ключей, работающих на переключение, причем переключаемый контакт первого ключа подключен к катоду второго СИД, …, переключаемый контакт n-1-го ключа подключен к катоду n-го СИД, нормально замкнутый контакт первого ключа подключен к аноду первого СИД и первому контакту первого нормально разомкнутого ключа, …, замкнутый контакт n-1-го ключа подключен к аноду n-1-го СИД и первому контакту n-1-го нормально разомкнутого ключа, а нормально разомкнутые контакты первого, …, n-1-го ключей, работающих на переключение, подключены к катоду первого СИД и первому контакту n-го нормально разомкнутого ключа, контроллер с процессором и двумя АЦП, резисторный делитель напряжения из последовательного соединенных второго и третьего резисторов, включенный параллельно выходу диодного выпрямителя, при этом дифференциальные входы первого АЦП подключены к первому резистору, дифференциальные входы второго АЦП подключены к третьему резистору, а 2n-1 выходов процессора подключены соответственно к управляющим входам первого, второго, …, n-го нормально разомкнутых ключей и к управляющим входам первого, второго, …, n-1-го ключей, работающих на переключение.A circuit for connecting a LED light fixture to an AC network containing a diode rectifier, n (n = 2, 3, ...) LEDs, the anode of the n-th LED connected to the positive output terminal of the diode rectifier, the first resistor connected to the negative output terminal by one output diode rectifier, characterized in that n controlled normally open keys are introduced into the circuit, with the first contact of the first key connected to the anode of the first LED, the first contact of the second key connected to the anode of the second LED, the first contact of the n-1st key under is connected to the anode of the n-1st LED, and the second contacts of the 1, 2, ..., n-1st keys are connected to the positive output terminal of the diode rectifier, the first contact of the nth key is connected to the cathode of the first LED, and the second contact to to the second terminal of the first resistor, n-1 controlled keys working for switching, and the switched contact of the first key is connected to the cathode of the second LED, ..., the switched contact of the n-1 key is connected to the cathode of the n-LED, the normally closed contact of the first key is connected to the anode of the first LED and the first contact of the first normally at once key, ..., the closed contact of the n-1st key is connected to the anode of the n-1st LED and the first contact of the n-1st normally open key, and the normally open contacts of the first, ..., n-1st key working for switching, connected to the cathode of the first LED and the first contact of the nth normally open key, a controller with a processor and two ADCs, a resistor voltage divider from a series of connected second and third resistors, connected in parallel with the output of the diode rectifier, while the differential inputs of the first ADC are connected to the first resistor, the differential inputs of the second ADC are connected to the third resistor, and 2n-1 of the processor outputs are connected respectively to the control inputs of the first, second, ..., n-th normally open keys and to the control inputs of the first, second, ..., n-1- th keys working on switching.
RU2016109678A 2016-03-17 2016-03-17 Wiring diagram of led light device to ac system RU2634493C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016109678A RU2634493C2 (en) 2016-03-17 2016-03-17 Wiring diagram of led light device to ac system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016109678A RU2634493C2 (en) 2016-03-17 2016-03-17 Wiring diagram of led light device to ac system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016109678A RU2016109678A (en) 2017-09-21
RU2634493C2 true RU2634493C2 (en) 2017-10-31

Family

ID=59930984

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016109678A RU2634493C2 (en) 2016-03-17 2016-03-17 Wiring diagram of led light device to ac system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2634493C2 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2151473C1 (en) * 1998-06-25 2000-06-20 АОЗТ "Электролуч" Device for connection of led-equipped illumination device into alternating current supply line
RU84661U1 (en) * 2009-03-23 2009-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "Светорезерв" DEVICE FOR CONNECTING A LIGHT PIPE WITH LEDS TO THE AC NETWORK
RU95214U1 (en) * 2009-12-17 2010-06-10 Солдатенко Валерий Анатольевич WIRING DIAGRAM OF THE LED LIGHT INSTRUMENT IN THE AC NETWORK
US8836229B2 (en) * 2010-12-22 2014-09-16 National Cheng Kung University LED driver circuit
KR101464083B1 (en) * 2013-07-17 2014-11-21 메를로랩 주식회사 Ac direct connection type LED driving circuit having function of flicker reduction
KR101535115B1 (en) * 2014-04-29 2015-07-09 주식회사 세미젠 Led lightening circuit of serial connected type based on ac diect driving
US9155136B2 (en) * 2012-08-14 2015-10-06 National Cheng Kung University LED driver having compensation capacitor set

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2151473C1 (en) * 1998-06-25 2000-06-20 АОЗТ "Электролуч" Device for connection of led-equipped illumination device into alternating current supply line
RU84661U1 (en) * 2009-03-23 2009-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "Светорезерв" DEVICE FOR CONNECTING A LIGHT PIPE WITH LEDS TO THE AC NETWORK
RU95214U1 (en) * 2009-12-17 2010-06-10 Солдатенко Валерий Анатольевич WIRING DIAGRAM OF THE LED LIGHT INSTRUMENT IN THE AC NETWORK
US8836229B2 (en) * 2010-12-22 2014-09-16 National Cheng Kung University LED driver circuit
US9155136B2 (en) * 2012-08-14 2015-10-06 National Cheng Kung University LED driver having compensation capacitor set
KR101464083B1 (en) * 2013-07-17 2014-11-21 메를로랩 주식회사 Ac direct connection type LED driving circuit having function of flicker reduction
KR101535115B1 (en) * 2014-04-29 2015-07-09 주식회사 세미젠 Led lightening circuit of serial connected type based on ac diect driving

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016109678A (en) 2017-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2006147933A (en) Light emitting diode illuminating device
RU2014114942A (en) LIGHTING DEVICE INCLUDING SEMICONDUCTOR LIGHT-EMITING DIODES
TW201019795A (en) Light-emitting device
TWI584672B (en) Multicolor led driver structure
JP2012015478A (en) Ac led light-emitting device
KR20150002528A (en) LED Module
KR20140070289A (en) LED Lighting device with improved modulation depth
RU2634493C2 (en) Wiring diagram of led light device to ac system
US8890439B2 (en) Light-emitting diode circuit and light-emitting device having the same
US10187945B2 (en) LED drive circuit with improved flicker performance, and LED lighting device comprising same
US8754588B2 (en) Illumination apparatus
RU2602415C1 (en) Led lighting fixture connection diagram to ac network
JP6353992B1 (en) LED light source with improved glow reduction
TW201611655A (en) Light emitting device driver circuit
RU183082U1 (en) Ermakov LED rectifier bridge
RU143067U1 (en) ELECTRIC CIRCUIT OF LED LUMINAIR
RU183080U1 (en) Ermakov LED rectifier bridge
US20150028760A1 (en) Led luminaire
RU183144U1 (en) Ermakov LED rectifier bridge
RU183309U1 (en) Ermakov LED rectifier bridge
WO2009127079A1 (en) Parallel bridge and high-voltage parallel bridge circuit construction
RU183078U1 (en) Ermakov LED rectifier bridge
RU2634302C2 (en) Integral led emitter
RU183084U1 (en) Ermakov LED rectifier bridge
KR20180074047A (en) Apparatus of driving light emitting device

Legal Events

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

Effective date: 20190318