RU2732856C1 - Luminaire with stabilized light flux throughout life time - Google Patents
Luminaire with stabilized light flux throughout life time Download PDFInfo
- Publication number
- RU2732856C1 RU2732856C1 RU2019140331A RU2019140331A RU2732856C1 RU 2732856 C1 RU2732856 C1 RU 2732856C1 RU 2019140331 A RU2019140331 A RU 2019140331A RU 2019140331 A RU2019140331 A RU 2019140331A RU 2732856 C1 RU2732856 C1 RU 2732856C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- current
- luminaire
- output current
- led
- leds
- 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]
- H05B45/10—Controlling the intensity of the light
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
- Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
- Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection
Landscapes
- Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к системам управления организацией энергоснабжения и, в частности, к системам управления мощностью освещения.The present invention relates to power management control systems, and in particular to lighting power control systems.
Светодиоды очень долговечны (50…100 тыс. часов). Известным недостатком существующих на сегодняшний день светодиодных светильников является снижение светового потока к концу срока их службы, что связано с деградацией самих светодиодов на протяжении их жизненного цикла. Обязательным же условием нормального функционирования освещения является обеспечение требуемого уровня освещенности в течение всего срока эксплуатации светильника.LEDs are very durable (50 ... 100 thousand hours). A known disadvantage of currently existing LED lamps is a decrease in the luminous flux towards the end of their service life, which is associated with the degradation of the LEDs themselves during their life cycle. A prerequisite for the normal functioning of lighting is to ensure the required level of illumination during the entire life of the lamp.
Известны новые LED-драйверы компаний «Inventronics» и «MeanWell», имеющие режим компенсации старения светодиодов [Сергей Миронов, Как выбрать программируемый LED-драйвер и использовать его новые возможности https://docviewer.vandex.ru/view/16785836/?*=VPTvi8aYWIoa0tYS61CSsnwb6P97InVybCI6InlhL W1haWw6Ly8xNjM4MTg0MzY0NDU2MTQxMTkvMS4yIiwidG10bGUiOiLQmtCw0Log0LLRi9C x0YDQsNGC0Ywg0L%2FRgNC%2B0LPRgNCw0LzQvNC40YDRg9C10LzRi9C5IExFRCDOtNG A0LDQudCy0LXRgC5wZGYiLCJ1aWQiOiIxNjc4NTgzNiIsInllIjoiNzUwMDkw OTU5MTQ4NDM3NDY2OSIsIm5vaWZyYWllIipmYWxzZSwidHMiOiElMTE4MDc2MTA0NzJ91/. B этих драйверах кривая снижения отдачи светодиодов компенсируется множеством временных интервалов со скачкообразным изменением тока через светодиоды в начале каждого интервала.There are new LED drivers from Inventronics and MeanWell companies that have a mode of compensation for LED aging [Sergey Mironov, How to choose a programmable LED driver and use its new capabilities https://docviewer.vandex.ru/view/16785836/?* = VPTvi8aYWIoa0tYS61CSsnwb6P97InVybCI6InlhL W1haWw6Ly8xNjM4MTg0MzY0NDU2MTQxMTkvMS4yIiwidG10bGUiOiLQmtCw0Log0LLRi9C x0YDQsNGC0Ywg0L% 2FRgNC% 2B0LPRgNCw0LzQvNC40YDRg9C10LzRi9C5IExFRCDOtNG A0LDQudCy0LXRgC5wZGYiLCJ1aWQiOiIxNjc4NTgzNiIsInllIjoiNzUwMDkw OTU5MTQ4NDM3NDY2OSIsIm5vaWZyYWllIipmYWxzZSwidHMiOiElMTE4MDc2MTA0NzJ91 /. In these drivers, the LED recoil decay curve is compensated for by multiple time intervals, with the LED current hopping at the beginning of each interval.
Существенным недостатком светильников с такими драйверами является сложность их использования, связанная с необходимостью их пошагового программирования по кривой старения используемых светодиодов, параметры которых имеют значительный разброс даже внутри одной серийной партии.A significant disadvantage of luminaires with such drivers is the complexity of their use, associated with the need for their step-by-step programming along the aging curve of the used LEDs, the parameters of which have a significant scatter even within one serial batch.
Также для компенсации снижения светового потока в СП 52.13330.2011 введен коэффициент запасакоторый, например, для автодорог равен 1,5, а для производственных помещений - 1,3. Соответственно, данный документ требует устанавливать светильник с увеличенной на 30-50% потребляемой мощностью, которая к концу срока эксплуатации должна обеспечить минимально допустимую освещенность, что также приводит к перерасходу электроэнергии и избыточной освещенности в первые годы эксплуатации.Also, to compensate for the decrease in luminous flux in SP 52.13330.2011, a safety factor was introduced, which, for example, for roads is 1.5, and for industrial premises - 1.3. Accordingly, this document requires the installation of a luminaire with a power consumption increased by 30-50%, which by the end of the service life should provide the minimum allowable illumination, which also leads to excessive consumption of electricity and excessive illumination in the first years of operation.
Технической задачей изобретения является упрощение изготовления и эксплуатации светильников, продление ресурса светодиодов, экономия электроэнергии, и поддержание освещенности неизменной на протяжении всего жизненного цикла светильника.The technical objective of the invention is to simplify the manufacture and operation of lamps, extend the life of LEDs, save energy, and maintain the illumination constant throughout the entire life cycle of the lamp.
Для решения поставленной технической задачи изобретения предложен светильник со стабилизированным световым потоком на протяжении всего срока службы, включающий корректор мощности; модуль управления, осуществляющий отсчет времени наработки светильника и передачу сигнала управления током светодиодов; диммирующий драйвер тока, обеспечивающий формирование тока через светодиоды и включающий в себя широтно-импульсный модулятор для регулировки выходного тока; светодиодный кластер, включающий светодиодный блок, объединяющий отдельные светодиоды, при этом модуль управления обеспечивает плавное нарастание выходного тока по линейному закону от минимального значения в начале срока эксплуатации до его максимального значения в конце этого срока по формулеTo solve the technical problem of the invention, a lamp with a stabilized luminous flux throughout the entire service life is proposed, including a power corrector; a control module that measures the operating time of the luminaire and transmits the LED current control signal; a dimming current driver providing current generation through the LEDs and including a pulse width modulator for adjusting the output current; LED cluster, including an LED unit that combines individual LEDs, while the control module provides a smooth increase in the output current according to a linear law from the minimum value at the beginning of the service life to its maximum value at the end of this period according to the formula
где Iвых - выходной ток драйвера тока, Iнач - начальный выходной ток при первом включении светодиодов, Кзап - коэффициент запаса, Траб - время работы светильника с момента первого включения, Тэкспл - срок эксплуатации светильника.where I O - output current driver current, I nach - initial output current at first powered LEDs, K app - safety factor slave T - time of the lamp from the time the first activation, T ou - Lamp lifetime.
Технический результат изобретения заключается в том, что линейный характер изменения тока светодиодов позволяет обеспечить практически неизменный световой поток на протяжении всего срока службы и точно дозировать потребление электроэнергии.The technical result of the invention lies in the fact that the linear nature of the change in the current of the LEDs makes it possible to provide an almost constant luminous flux throughout the entire service life and to accurately dose the power consumption.
На фиг. 1 представлена блок-схема светильника, состоящего из: 1 - светильник, 2 - корректор мощности, 3 - диммируемый драйвер тока, 4 - светодиодный кластер, 5 - модуль управления, 6 - широтно импульсный модулятор, где L - фаза сети; N - нейтраль сети; РЕ - провод заземления; + Uвых - плюс выходного напряжения; - Uвых - минус выходного напряжение; +Uвx - плюс входного напряжения; - Uвx - минус входного напряжения; +Uпит вх - вход для плюса напряжения питания; -Uпит вх - вход для минуса напряжения питания; +Uпит вых - выход плюса напряжения питания; -Uпит вых - выход минуса напряжения питания; PWM - цепь широтно-импульсного модулятора ("ШИМ"); VD1, VD2, VDn - буквенно-цифровое обозначение каждого светодиода по порядку.FIG. 1 is a block diagram of a luminaire, consisting of: 1 - lamp, 2 - power corrector, 3 - dimmable current driver, 4 - LED cluster, 5 - control module, 6 - pulse width modulator, where L is the network phase; N - network neutral; PE - grounding wire; + Uout - plus the output voltage; - Uout - minus the output voltage; + Uvx - plus of the input voltage; - Uvx - minus input voltage; + Usup in - input for plus supply voltage; -Upit in - input for negative supply voltage; + Upit out - positive supply voltage output; -Upit out - power supply minus output; PWM - pulse width modulator ("PWM") circuit; VD1, VD2, VDn - alphanumeric designation of each LED in order.
На фиг. 2 представлены расчетные данные потребляемой мощности и светового потока известных светодиодных светильников.FIG. 2 shows the calculated data of power consumption and luminous flux of known LED lamps.
На фиг. 3 - потребляемая электроэнергия известных светодиодных светильников.FIG. 3 - the consumed electricity of famous LED lamps.
На фиг. 4 представлены расчетные данные потребляемой мощности и светового потока предлагаемого светодиодного светильника.FIG. 4 shows the calculated data of power consumption and luminous flux of the proposed LED lamp.
На фиг. 5 - экономия электроэнергии предлагаемого светодиодного светильника.FIG. 5 - energy saving of the proposed LED lamp.
На фиг. 6 - потребляемая электроэнергия предлагаемого светодиодного светильника.FIG. 6 - consumed electricity of the proposed LED lamp.
На фиг. 7 - потребляемая электроэнергия и экономия с учетом ежегодного роста тарифов на электроэнергию предлагаемого светодиодного светильника.FIG. 7 - consumed electricity and savings, taking into account the annual increase in electricity tariffs of the proposed LED luminaire.
Светильник со стабилизированным световым потоком на протяжении всего срока службы, включающий корректор мощности; модуль управления, осуществляющий отсчет времени наработки светильника и передачу сигнала управления током светодиодов; диммирующий драйвер тока, обеспечивающий формирование тока через светодиоды и включающий в себя широтно-импульсный модулятор для регулировки выходного тока; светодиодный кластер, включающий светодиодный блок, объединяющий отдельные светодиоды работает следующим образом.A luminaire with a stabilized luminous flux throughout the entire service life, including a power corrector; a control module that measures the operating time of the luminaire and transmits the LED current control signal; a dimming current driver providing current generation through the LEDs and including a pulse width modulator for adjusting the output current; LED cluster, including LED block, combining individual LEDs works as follows.
Сетевое напряжение поступает в корректор мощности, который осуществляет выпрямление переменного напряжения, при этом втекающий по сетевым проводам ток по форме соответствует входному напряжению, что обеспечивает коэффициент мощности по значению не менее 0,95. Далее выпрямленное напряжение преобразуется диммируемым драйвером тока в постоянный ток через светодиодный кластер. Величина протекающего через светодиоды тока задается модулем управления через широтно-импульсный модулятор таким образом, что обеспечивается плавное нарастание выходного тока по линейному закону от минимального значения в начале срока эксплуатации до его максимального значения в конце этого срока по формулеThe mains voltage enters the power corrector, which rectifies the alternating voltage, while the current flowing through the mains wires corresponds in shape to the input voltage, which provides a power factor of at least 0.95. The rectified voltage is then converted by a dimmable current driver into direct current through the LED cluster. The value of the current flowing through the LEDs is set by the control module through a pulse-width modulator in such a way that a smooth increase in the output current according to a linear law from the minimum value at the beginning of the service life to its maximum value at the end of this period according to the formula
где Iвых - выходной ток драйвера тока, Iнач - начальный выходной ток при первом включении светодиодов, Кзап - коэффициент запаса, Траб - время работы светильника с момента первого включения, Тэкспл - срок эксплуатации светильника,where I O - output current driver current, I nach - initial output current at first powered LEDs, K app - safety factor slave T - time of the lamp from the time the first activation, T ou - Lamp lifetime,
таким образом, чтобы выходной ток повышался к концу срока эксплуатации светильника по линейному закону, компенсируя тем самым падение светового потока из-за деградации светодиодов от времени.so that the output current rises linearly towards the end of the luminaire's service life, thereby compensating for the drop in luminous flux due to LED degradation over time.
При этом, Iнач - определяется на этапе проектирования светильника с учетом требуемой от него мощности и количества светодиодов в нем; Кзап - берется из СП 52.13330,2011; Траб - вычисляется внутри светильника в модуле путем замера времени работы от первого включения накопительным итогом; Тэкспя - задается заказчиком исходя из требуемого ему срока эксплуатации светильника, обычно 50 или 100 тыс. час.At the same time, I start - is determined at the design stage of the luminaire, taking into account the power required from it and the number of LEDs in it; K zap - taken from SP 52.13330.2011; T slave - is calculated inside the luminaire in the module by measuring the operating time from the first switch-on with a cumulative total; T exp - set by the customer based on the required life of the lamp, usually 50 or 100 thousand hours.
Работа светильника со стабилизированным световым потоком на протяжении всего срока службы поясняется следующими примерами.The operation of a luminaire with a stabilized luminous flux throughout its entire service life is illustrated by the following examples.
Пример 1. В начале работы Траб=0 и соответственно Iвых=1нач и компенсации деградации светодиодов не происходит.Example 1. At the beginning of work Trb = 0 and, accordingly, Iout = 1init and compensation of LED degradation does not occur.
Пример 2. В конце работы Траб=Тэкспл и при Кзап=1,5:1вых=Iнач * 1,5, т.е. выходной ток увеличивается точно в коэффициент запаса раз.Example 2. At the end of work Trab = Texpl and at Kzap = 1.5: 1out = Iinit * 1.5, i.e. the output current increases exactly by a safety factor.
Применение предлагаемого светильника позволит:The use of the proposed lamp will allow:
- упростить и удешевить выпуск новых светильников;- to simplify and reduce the cost of production of new lamps;
- увеличить долговечность светодиодных светильников за счет недоиспользования ресурса применяемых светодиодов почти до конца срока эксплуатации изделия;- to increase the durability of LED lamps due to underutilization of the resource of the used LEDs almost until the end of the product's service life;
- создать постоянный световой поток на протяжении всего срока эксплуатации;- create a constant luminous flux throughout the entire service life;
- точно дозировать потребление электроэнергии, что позволит существенно сократить энергозатраты.- precisely dose the consumption of electricity, which will significantly reduce energy costs.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019140331A RU2732856C1 (en) | 2019-12-06 | 2019-12-06 | Luminaire with stabilized light flux throughout life time |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019140331A RU2732856C1 (en) | 2019-12-06 | 2019-12-06 | Luminaire with stabilized light flux throughout life time |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017146501A Previously-Filed-Application RU2017146501A (en) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | LAMP WITH STABILIZED LIGHT FLOW DURING THE LIFE OF ALL SERVICE |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2732856C1 true RU2732856C1 (en) | 2020-09-23 |
Family
ID=72922444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019140331A RU2732856C1 (en) | 2019-12-06 | 2019-12-06 | Luminaire with stabilized light flux throughout life time |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2732856C1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050023536A1 (en) * | 2003-07-29 | 2005-02-03 | Shackle Peter W. | LED drive for generating constant light output |
| US20140192527A1 (en) * | 2007-10-09 | 2014-07-10 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Integrated led-based luminaire for general lighting |
| RU2523067C2 (en) * | 2008-06-27 | 2014-07-20 | Валопаа Оу | Luminaire and its adjustment method |
-
2019
- 2019-12-06 RU RU2019140331A patent/RU2732856C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050023536A1 (en) * | 2003-07-29 | 2005-02-03 | Shackle Peter W. | LED drive for generating constant light output |
| US20140192527A1 (en) * | 2007-10-09 | 2014-07-10 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Integrated led-based luminaire for general lighting |
| RU2523067C2 (en) * | 2008-06-27 | 2014-07-20 | Валопаа Оу | Luminaire and its adjustment method |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Как выбрать программируемый LED-драйвер и использовать его новые возможности, Новости электроники, 2017, N 3, найдено в Интернете по адресу https://www.compel.ru/lib/ne/2017/3/6-kak-vyibrat-programmiruemyiy-led-drayver-i-ispolzovat-ego-novyie-vozmozhnosti 29.05.2019 . * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6002699B2 (en) | Color temperature adjustment in dimmable LED lighting systems | |
| US9474127B2 (en) | Lighting system and luminaire | |
| US8183797B2 (en) | 90-260Vac dimmable MR16 LED lamp | |
| JP6198733B2 (en) | System and method for performing dimming based on main power signal of solid state lighting module | |
| US20190110343A1 (en) | A method of controlling a lighting arrangement, a lighting control circuit and a lighting system | |
| US8816604B2 (en) | Dimming control method and apparatus for LED light source | |
| JP5988207B2 (en) | Solid-state light-emitting element driving device, lighting device, and lighting fixture | |
| US11071183B2 (en) | Lighting apparatus | |
| EP2416481A2 (en) | Power source unit and lighting fixture | |
| CN103796376A (en) | Power supply device and luminaire | |
| JP6557245B2 (en) | Driver device | |
| JP2015018638A (en) | Lighting device | |
| KR101160154B1 (en) | Unidirectional lighting emitting diode module device with reduction to harmonics distortion | |
| RU2732856C1 (en) | Luminaire with stabilized light flux throughout life time | |
| JP2006086063A (en) | Lighting control circuit of vehicular lighting fixture | |
| US20130113389A1 (en) | Lighting device including a drive device configured for dimming light-emitting diodes | |
| KR101061417B1 (en) | LED driving circuit by pulse width modulation control method | |
| CN114731747A (en) | Light emitting diode, LED, based lighting device arranged for emitting light of a specific color and corresponding method | |
| CN101799130A (en) | Illumination device with automatic dimming function | |
| CN201661916U (en) | Illumination device with automatic light adjustment | |
| JP6756210B2 (en) | LED lighting device and LED lighting device | |
| JP2014102950A (en) | Solid-state light-emitting element drive device, illuminating device, and illuminating fixture | |
| JP7463844B2 (en) | Lighting devices and luminaires | |
| JP5945819B2 (en) | LED lighting device, vehicle lighting device and lighting fixture using the same | |
| RU64841U1 (en) | LED LIGHT "ECON" |