RU2767039C1 - Driver for led luminaire - Google Patents

Driver for led luminaire Download PDF

Info

Publication number
RU2767039C1
RU2767039C1 RU2021115549A RU2021115549A RU2767039C1 RU 2767039 C1 RU2767039 C1 RU 2767039C1 RU 2021115549 A RU2021115549 A RU 2021115549A RU 2021115549 A RU2021115549 A RU 2021115549A RU 2767039 C1 RU2767039 C1 RU 2767039C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
unit
current
power
driver
Prior art date
Application number
RU2021115549A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Артем Игоревич Когданин
Артур Игоревич Когданин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Ледел"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Ледел" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Ледел"
Priority to RU2021115549A priority Critical patent/RU2767039C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2767039C1 publication Critical patent/RU2767039C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]

Landscapes

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

Abstract

FIELD: power supply devices.
SUBSTANCE: invention relates to power supply devices for LED lamps, in particular to drivers for LED lamps for use in the field of lighting. The effect is achieved by the fact that the driver includes a board on which a network rectifier diode bridge is installed, power switches, diodes, capacitors, a filter for suppression of common-mode and differential noise, current-measuring resistors, an LED module, an analysis and control unit for a power switch using the PFM/PWM algorithm, an output current stabilization unit, a high-voltage capacitor, an electromagnetic compatibility unit, consisting of a protection unit against high-energy microsecond impulse noise of more than 1500 V, including varistors, a thermistor and an arrester located on the printed circuit board, a common-mode and differential noise suppression filter. The driver contains an active power corrector unit, consisting of an inductance coil, a power switch, a rectifier diode, current-measuring resistors of the output capacitor, an output voltage analysis unit and a transistor control. The rectifier diode and current-measuring resistors are connected in series with the load, and the power switch and the output capacitor are connected in parallel. The driver contains a power supply connected in parallel with the output of the network rectifier diode bridge. The output current stabilization unit is connected to the output of the active power factor corrector unit and additionally contains current measuring resistors, a power transistor, a rectifier diode, an output capacitor, an inductor and an output current setting unit.
EFFECT: creation of a driver with a function of protection against impulse noise of high energy (up to 10 kV), an increase in the power factor, the ability to work at phase-to-phase voltage, the possibility of precise manual adjustment of the output power of the luminaire, as well as protection against prolonged exposure to high voltage.
2 cl, 4 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к устройствам электропитания для светодиодных светильников, в частности к драйверам для светодиодных светильников для применения в области освещения.The present invention relates to power supply devices for LED lamps, in particular to drivers for LED lamps for lighting applications.

Драйверы для светодиодных светильников должны обеспечивать ограничение тока и в некоторой степени выполнять управление током. Управление током светодиода включает две задачи: ограничение тока с целью не допустить теплового выхода из строя в связи с повышенной температуры светодиода, и регулирование тока для поддержания тока светодиода в определенном диапазоне, чтобы учитывать колебания параметров светодиода и колебания входного напряжения драйвера светодиодного светильника.Drivers for LED fixtures must provide current limiting and some degree of current control. LED current control has two tasks: current limiting to prevent thermal failure due to the high temperature of the LED, and current regulation to keep the LED current within a certain range to account for fluctuations in LED parameters and fluctuations in the input voltage of the LED driver.

Другой подход к созданию драйвера для светодиодного светильника заключался в использовании широтно-импульсной модуляции (ШИМ) с использованием обратной связи для измерения тока матрицы светодиодов и активного управления током матрицы светодиодов. Another approach to building an LED light driver has been to use pulse-width modulation (PWM) using feedback to sense the LED array current and actively control the LED array current.

Известна полезная модель по патенту № 128433 (МПК Н05В 33/02, 20.05.13), где решаются задачи предохранения светильника от скачков напряжения, повышения коэффициента мощности, исключения пульсации выходного тока на частоте до 1 кГц. Драйвер для светодиодного светильника, включающий в себя плату, на которой установлены сетевой выпрямитель, силовой ключ, диод, конденсаторы, блок анализа и стабилизации выходного тока посредством управления силовым ключом цепи стабилизации выходного тока, при этом на плате дополнительно установлены:A utility model is known according to patent No. 128433 (IPK H05V 33/02, 05/20/13), where the tasks of protecting the lamp from power surges, increasing the power factor, and eliminating output current ripple at a frequency of up to 1 kHz are solved. A driver for an LED lamp, which includes a board on which a mains rectifier, a power switch, a diode, capacitors, an output current analysis and stabilization unit are installed by controlling the power switch of the output current stabilization circuit, while the board is additionally equipped with:

- разъем сетевого питания, - mains socket,

- защитный элемент от бросков напряжения, - protective element against voltage surges,

- фильтр синфазных помех, - common mode filter,

- блок стабилизации выходного напряжения посредством управления силовым ключом по алгоритму ЧИМ/ШИМ, - block for stabilizing the output voltage by controlling the power switch according to the PWM / PWM algorithm,

- высокочастотный понижающий трансформатор, - high frequency step down transformer,

- силовой ключ (транзистора) цепи стабилизации выходного тока, - power switch (transistor) of the output current stabilization circuit,

- резисторы измерения тока на светодиодной линейке, - resistors for measuring current on the LED strip,

- блок анализа выходного напряжения и передачи сигнала управления (силовой ключ) блоку стабилизации напряжения, - a unit for analyzing the output voltage and transmitting a control signal (power switch) to a voltage stabilization unit,

- блок стабилизации выходного напряжения и силовой ключ соединены параллельно;- the output voltage stabilization unit and the power switch are connected in parallel;

- диод и силовой ключ соединены последовательно между собой и параллельно с остальными элементами схемы; диод и один или два параллельно включенных конденсатора составляют выпрямительную цепь; блок анализа выходного напряжения включен параллельно выпрямительной цепи; блок анализа и стабилизации выходного тока, силовой ключ цепи стабилизации выходного тока включены в последовательную цепь.- the diode and the power switch are connected in series with each other and in parallel with the rest of the circuit elements; a diode and one or two capacitors connected in parallel constitute a rectifier circuit; the output voltage analysis unit is connected in parallel with the rectifier circuit; block for analyzing and stabilizing the output current, the power switch of the output current stabilization circuit are included in a serial circuit.

Недостатками данного решения по сравнению с заявляемым изобретением являются низкая защита от микросекундных импульсных помех, которая выдерживает импульсы до 2 кВ, более низкий КПД (порядка 87%), ограничение по максимальной выдаваемой мощности до 70-80 Вт, а также невозможность работы на межфазном напряженииThe disadvantages of this solution in comparison with the claimed invention are low protection against microsecond impulse noise, which can withstand impulses up to 2 kV, lower efficiency (about 87%), limitation on the maximum output power up to 70-80 W, as well as the inability to work on phase-to-phase voltage

Известно изобретение по патенту РФ №2735022 (Н05В 33/02, Н05В 37/02, 06.02.2020) из которого известен драйвер для светодиодного светильника, включающий в себя плату, на которой установлены сетевой выпрямительный диодный мост, силовые ключи, диоды, конденсаторы, фильтр подавления синфазных и дифференциальных помех, токоизмерительные резисторы, светодиодный модуль, узел анализа и управления силовым ключом по алгоритму ЧИМ/ШИМ, высоковольтный конденсатор, узел электромагнитной совместимости, состоящий из блока защиты от микросекундных импульсных помех большой энергии более 1500 В, включающий в себя варисторы, термистор и разрядник, расположенный на печатной плате, фильтра подавления синфазных и дифференциальных помех, включающего в себя дроссели и конденсаторы. An invention is known according to the patent of the Russian Federation No. 2735022 (H05V 33/02, H05V 37/02, 02/06/2020) from which a driver for an LED lamp is known, including a board on which a network rectifier diode bridge, power switches, diodes, capacitors, common-mode and differential interference suppression filter, current-measuring resistors, LED module, power switch analysis and control unit according to the PWM/PWM algorithm, high-voltage capacitor, electromagnetic compatibility unit, consisting of a high-energy microsecond impulse noise protection unit of more than 1500 V, including varistors , a thermistor and a spark gap located on the printed circuit board, a common-mode and differential noise suppression filter, which includes chokes and capacitors.

Недостатками известного решения по сравнению с заявляемым изобретением являются защита от микросекундных импульсных помех, которая выдерживает импульсы до 2 кВ, более низкий КПД (порядка 90%), ограничение по максимальной выдаваемой мощности до 60 Вт. невозможность работы на межфазном напряжении.The disadvantages of the known solution in comparison with the claimed invention are protection against microsecond impulse noise, which can withstand pulses up to 2 kV, lower efficiency (about 90%), maximum output power limited to 60 watts. impossibility of work on phase-to-phase voltage.

Техническим результатом является создание драйвера с функцией защиты от импульсных помех большой энергии (до 10кВ), повышение коэффициента мощности, возможность работы на межфазном напряжении, возможность точной ручной регулировки выходной мощности светильника, а также защитой от продолжительного воздействия повышенного напряжения.The technical result is the creation of a driver with the function of protection against high-energy impulse noise (up to 10 kV), an increase in power factor, the ability to work at phase-to-phase voltage, the ability to accurately manually adjust the output power of the lamp, and protection against prolonged exposure to increased voltage.

Технический результат достигается тем, что драйвер для светодиодного светильника включает в себя плату, на которой установлены сетевой выпрямительный диодный мост, силовые ключи, диоды, конденсаторы, фильтр подавления синфазных и дифференциальных помех, токоизмерительные резисторы, светодиодный модуль, узел анализа и управления силовым ключом по алгоритму ЧИМ/ШИМ, блок стабилизации выходного тока, высоковольтный конденсатор, блок электромагнитной совместимости, состоящий из блока защиты от микросекундных импульсных помех большой энергии более 1500 В, включающий в себя варисторы, термистор и разрядник, расположенный на печатной плате, фильтра подавления синфазных и дифференциальных помех, включающего в себя дроссели и конденсаторы. При этом драйвер содержит блок активного корректора мощности, состоящий из катушки индуктивности, силового ключа, выпрямительного диода, токоизмерительных резисторов выходного конденсатора, узел анализа выходного напряжения и управления транзистором, причём выпрямительный диод и токоизмерительные резисторы включены последовательно с нагрузкой, а силовой ключ и выходной конденсатор параллельно, при этом драйвер дополнительно содержит блок питания микросхем подключенный параллельно выходу сетевого выпрямительного диодного моста, блок стабилизации выходного тока, подключен к выходу блока активного корректора коэффициента мощности и дополнительно содержит токоизмерительные резисторы, силовой транзистор, выпрямительный диод, выходной конденсатор, катушку индуктивности и узел настройки выходного тока.The technical result is achieved by the fact that the driver for the LED lamp includes a board on which a network rectifier diode bridge, power switches, diodes, capacitors, a filter for suppressing common-mode and differential noise, current-measuring resistors, an LED module, a unit for analyzing and controlling a power switch using the PFM / PWM algorithm, a block stabilization of the output current, a high-voltage capacitor, an electromagnetic compatibility unit, consisting of a block for protecting against microsecond impulse noise of high energy over 1500 V, including varistors, a thermistor and a spark gap located on a printed circuit board, a filter for suppressing common-mode and differential noise, including chokes and capacitors. In this case, the driver contains an active power corrector unit, consisting of an inductor, a power switch, a rectifier diode, current-measuring resistors of the output capacitor, a unit for analyzing the output voltage and controlling the transistor, moreover, the rectifier diode and current-measuring resistors are connected in series with the load, and the power switch and the output capacitor in parallel, while the driver additionally contains a microcircuit power supply connected in parallel to the output of the network rectifier diode bridge, an output current stabilization unit connected to the output of the active power factor corrector and additionally contains current-measuring resistors, a power transistor, a rectifier diode, an output capacitor, an inductor and a node output current setting.

Кроме того, блок электромагнитной совместимости, дополнительно содержит узел защиты от продолжительного воздействия повышенного напряжения, выполненный в виде отдельного модуля и с возможностью присоединения к драйверу.In addition, the electromagnetic compatibility unit additionally contains a protection unit against prolonged exposure to increased voltage, made in the form of a separate module and with the possibility of attaching to the driver.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где The essence of the invention is illustrated by drawings, where

на фиг. 1 представлена структурная схема драйвера для светодиодного светильника;in fig. 1 shows a block diagram of a driver for an LED lamp;

на фиг. 2 представлен общий вид драйвера сверху;in fig. 2 shows a general view of the driver from above;

на фиг. 3 представлен общий вид драйвера снизу;in fig. 3 shows a general view of the driver from below;

на фиг. 4 представлен общий вид драйвера с модулем защиты от продолжительного воздействия повышенного напряжения.in fig. 4 shows a general view of the driver with a protection module against prolonged exposure to increased voltage.

Схема драйвера для светодиодного светильника включает следующие элементы, размещенные на печатной плате. The driver circuit for an LED lamp includes the following elements placed on a printed circuit board.

Блок 1 электромагнитной совместимости, включающий узел защиты от электромагнитных помех большой энергии 2, содержащий несколько параллельно соединённых термисторов с большой энергией рассеивания 3, включенных в схему последовательно в фазную линию. Параллельно входному напряжению включены два последовательно соединённых варистора 4, средняя точка которых подключена через разрядник 5 на провод заземления, также параллельно входному напряжению подключены последовательно соединённые варистор 6 и разрядник 7. Комбинация подключенных таким образом элементов позволяет достичь технического результата, а именно, защиту драйвера для светодиодного светильника от импульсных помех большой энергии до 10кВ.Block 1 of electromagnetic compatibility, which includes a node of protection against electromagnetic interference of high energy 2, containing several thermistors connected in parallel with high dissipation energy 3, included in the circuit in series in a phase line. Parallel to the input voltage, two series-connected varistors 4 are connected, the middle point of which is connected through a spark gap 5 to the ground wire, and a series-connected varistor 6 and a spark gap 7 are also connected in parallel to the input voltage. The combination of elements connected in this way allows achieving a technical result, namely, driver protection for LED lamp against high energy impulse noise up to 10kV.

Далее по схеме расположен узел 8 фильтра синфазных и дифференциальных помех, который представляет собой конденсатор 9 подключенный параллельно входному напряжению, синфазный дроссель 10, одна из обмоток которого расположена в линии фазы другая в линии нейтрали, ещё один выходной конденсатор 11 подключенный параллельно обмоткам, дифференциальный дроссель 12, выполненный в виде отдельных индуктивностей, расположенных в линиях фазы и нейтрали. Кроме того, параллельно выходному конденсатору 11 узла 8 фильтра подавления синфазной и дифференциальной помехи подключены два последовательно соединённых керамических конденсатора 13, средняя точка которых соединена с проводом заземления. Комбинация подключенных таким образом элементов позволяет достичь технического результата, а именно повышения коэффициента мощности драйвера.Further, according to the diagram, there is a node 8 of the common-mode and differential noise filter, which is a capacitor 9 connected in parallel to the input voltage, a common-mode choke 10, one of the windings of which is located in the phase line, the other in the neutral line, another output capacitor 11 connected in parallel to the windings, a differential choke 12, made in the form of separate inductances located in the phase and neutral lines. In addition, in parallel with the output capacitor 11 of the common mode and differential noise suppression filter assembly 8, two series-connected ceramic capacitors 13 are connected, the midpoint of which is connected to the ground wire. The combination of elements connected in this way makes it possible to achieve a technical result, namely, an increase in the power factor of the driver.

Узел 14 защиты от продолжительного воздействия повышенного напряжения, в частном случае реализации, может быть выполнен в виде модуля к основному устройству, подключен к выходу узла 8 фильтра синфазных и дифференциальных помех и включает узел 15 анализа входного напряжения и силовой ключ 16, выход узла 15 анализа входного напряжения подключен к управляющему выходу силового ключа 16, который в свою очередь подключен последовательным соединением в линию нейтрали выпрямленного напряжения. Данные элементы позволяют достичь технического результата защиты от продолжительного воздействия повышенного напряжения.Node 14 protection against prolonged exposure to high voltage, in a particular case of implementation, can be made in the form of a module to the main device, connected to the output of node 8 of the common mode and differential noise filter and includes node 15 of the input voltage analysis and power switch 16, the output of the node 15 of the analysis input voltage is connected to the control output of the power switch 16, which in turn is connected in series to the neutral line of the rectified voltage. These elements make it possible to achieve the technical result of protection against prolonged exposure to increased voltage.

К выходу блока 1 электромагнитной совместимости подключен АС/DC выпрямитель 17, а к его выходу подключен, блок питания микросхем 18. Также к выходу АС/DC выпрямителя 17 (сетевой выпрямительный диодный мост) подключен блок 19 активного корректора мощности, содержащий узел 20 анализа выходного напряжения и управления транзистором, токоизмерительные резисторы 21, силовой ключ 22, выпрямительный диод 23, выходной конденсатор 24, катушку индуктивности 25, причём токоизмерительные резисторы 21 расположены в линии отрицательного контакта, их выход подключен к узлу 20 анализа выходного напряжения и управления транзистором. В линии положительного контакта расположена катушка индуктивности 25, к её выходу, параллельно положительной и отрицательной линии, подключен силовой ключ 22, управляющий контакт которого подключен к узлу 20 анализа выходного напряжения и управления транзистором. К выходу катушки индуктивности 25 подключен силовой выпрямительный диод 23 и параллельно выходным контактам блока 19 активного корректора мощности подключен высоковольтный выходной конденсатор 24. Подключенные таким образом элементы, работающие в соответствии с алгоритмом повышающего преобразователя напряжения, позволяют достичь технического результата повышения коэффициента мощности.An AC/DC rectifier 17 is connected to the output of the EMC block 1, and a power supply unit for microcircuits 18 is connected to its output. Also, a block 19 of an active power corrector is connected to the output of the AC/DC rectifier 17 (network rectifier diode bridge), containing a unit 20 for analyzing the output voltage and transistor control, current-measuring resistors 21, power switch 22, rectifier diode 23, output capacitor 24, inductor 25, moreover, current-measuring resistors 21 are located in the negative contact line, their output is connected to node 20 for analyzing the output voltage and controlling the transistor. An inductor 25 is located in the positive contact line, to its output, in parallel with the positive and negative lines, a power switch 22 is connected, the control contact of which is connected to the node 20 for analyzing the output voltage and controlling the transistor. A power rectifier diode 23 is connected to the output of the inductor 25, and a high-voltage output capacitor 24 is connected in parallel with the output contacts of the active power corrector block 19. The elements connected in this way, operating in accordance with the algorithm of the voltage boost converter, allow achieving the technical result of increasing the power factor.

Блок 26 стабилизации выходного тока, подключенный к выходу блока 19 активного корректора коэффициента мощности, включает узел 27 анализа тока через светодиодный модуль и управления транзистором, силовой транзистор 28, токоизмерительные резисторы 29, выпрямительный (силовой) диод 30, выходной конденсатор 31, катушку индуктивности 32, узел настройки выходного тока 33. Причём токоизмерительные резисторы 29 включены последовательно со светодиодным модулем 34 в линии отрицательного напряжения, выходной сигнал с резисторов 29 поступает на узел 33 настройки выходного тока, сигнал с которого в свою очередь поступает на узел 27 анализа тока и управления транзистором. Наличие узла 33 настройки выходного тока позволяет достичь технического результата возможность точной ручной регулировки выходной мощности светильника. Силовой транзистор 28 последовательно соединен в положительной линии блока, управляющий электрод подключен к узлу 27 анализа выходного тока и управления транзистором. Выпрямительный (силовой) диод 30 включен положительным электродом к выходному электроду транзистора 28, отрицательным электродом к токоизмерительным резисторам 29. Последовательно светодиодному модулю 34 включена катушка индуктивности 32 в положительной линии напряжения. Параллельно светодиодному модулю 34 включен выходной конденсатор 31. The output current stabilization unit 26, connected to the output of the active power factor corrector unit 19, includes a current analysis unit 27 through the LED module and transistor control, a power transistor 28, current-measuring resistors 29, a rectifier (power) diode 30, an output capacitor 31, an inductor 32 , the output current setting node 33. Moreover, the current measuring resistors 29 are connected in series with the LED module 34 in the negative voltage line, the output signal from the resistors 29 is fed to the output current setting node 33, the signal from which, in turn, is fed to the current analysis and transistor control node 27 . The presence of node 33 setting the output current allows you to achieve the technical result, the possibility of precise manual adjustment of the output power of the lamp. The power transistor 28 is connected in series in the positive line of the block, the control electrode is connected to the node 27 for analyzing the output current and controlling the transistor. The rectifier (power) diode 30 is connected with a positive electrode to the output electrode of the transistor 28, a negative electrode to the current-measuring resistors 29. The inductor 32 is connected in series with the LED module 34 in the positive voltage line. An output capacitor 31 is connected in parallel with the LED module 34.

Схема драйвера для светодиодного светильника включает следующие элементы, размещенные на печатной плате: АС/DC выпрямителя 17 (сетевой выпрямительный диодный мост), силовые ключи (22; 28), диоды (23; 28), конденсаторы 9, 11, фильтр 8 подавления синфазных и дифференциальных помех, токоизмерительные резисторы (21; 29), светодиодный модуль 34, узел (20; 27) анализа и управления силовым ключом по алгоритму ЧИМ/ШИМ, высоковольтный конденсатор (24; 31), блок 1 электромагнитной совместимости, состоящий из блока 2 защиты от микросекундных импульсных помех большой энергии, включающий в себя варисторы 4, 6, термистор 3 и разрядник 5, 7, расположенный на печатной плате, фильтра 8 подавления синфазных и дифференциальных помех, включающего в себя дроссели 10, 12 и конденсаторы 9, 11, 13. The driver circuit for the LED lamp includes the following elements placed on the printed circuit board: AC/DC rectifier 17 (network rectifier diode bridge), power switches (22; 28), diodes (23; 28), capacitors 9, 11, common mode and differential noise filter 8, current sense resistors (21; 29), LED module 34, node (20; 27) for analysis and control of the power key according to the PWM / PWM algorithm, high-voltage capacitor (24; 31), block 1 of electromagnetic compatibility, consisting of block 2 of protection against microsecond impulse noise of high energy, including varistors 4, 6, a thermistor 3 and a spark gap 5, 7 located on the printed circuit board, a filter 8 for suppressing common-mode and differential noise, including chokes 10, 12 and capacitors 9, 11, 13.

Кроме того, драйвер содержит блок 19 активного корректора мощности, состоящий из катушки индуктивности 25, силового ключа 22, выпрямительного диода 23, токоизмерительных резисторов 21, выходного конденсатора 24, узел 20 анализа выходного напряжения и управления транзистором, причём выпрямительный диод 23 и токоизмерительные резисторы 21 включены последовательно с нагрузкой, а силовой ключ 22 и выходной конденсатор 24 параллельно, при этом драйвер дополнительно содержит блок 18 питания микросхем подключенный параллельно выходу АС/DC выпрямителя 17 (сетевого выпрямительного диодного моста), блок 26 стабилизации выходного тока, дополнительно содержащий узел 33 настройки выходного тока, расположенный между токоизмерительными резисторами 29 и узлом 27 анализа тока через светодиодный модуль, включающий в себя фильтры, усилительный элемент, подстрочный резистор.In addition, the driver contains an active power corrector unit 19, consisting of an inductor 25, a power switch 22, a rectifier diode 23, current-measuring resistors 21, an output capacitor 24, a node 20 for analyzing the output voltage and controlling a transistor, moreover, a rectifier diode 23 and current-measuring resistors 21 are connected in series with the load, and the power switch 22 and the output capacitor 24 are in parallel, while the driver additionally contains a microcircuit power supply 18 connected in parallel to the output of the AC / DC rectifier 17 (network rectifier diode bridge), an output current stabilization unit 26, additionally containing a tuning unit 33 output current, located between the current-measuring resistors 29 and the current analysis unit 27 through the LED module, which includes filters, an amplifying element, and a trimmer resistor.

Блок 1 электромагнитной совместимости и защиты дополнительно содержит узел 14 защиты от продолжительного воздействия повышенного напряжения, выполненный в виде отдельного модуля, с возможностью присоединения к основному драйверу.Block 1 of electromagnetic compatibility and protection additionally contains node 14 protection against prolonged exposure to increased voltage, made in the form of a separate module, with the possibility of attaching to the main driver.

Драйвер для светодиодного устройства работает следующим образом.The driver for the LED device works as follows.

Переменное напряжение сети 220В поступает на элементы блока 1 электромагнитной совместимости. Данный блок состоит из узла 2 защиты от микросекундных импульсных помех большой энергии, а также узла 8 фильтра подавления синфазных и дифференциальных помех, включающего в себя синфазные 10 и дифференциальные 12 дроссели и конденсаторы 9, 11, 13. The alternating voltage of the network 220V is supplied to the elements of block 1 of electromagnetic compatibility . This block consists of node 2 of protection against microsecond impulse noise of high energy, as well as node 8 of the filter for suppressing common-mode and differential noise, which includes common-mode 10 and differential 12 chokes and capacitors 9, 11, 13.

При наличии в составе напряжения сети 220В мкс. и.п. в узле 2 защиты от микросекундных импульсных помех большой энергии происходит срабатывание последовательно соединенных термистора 3, разрядника 5, 7 и варистора 4, 6, и посредством этого происходит снижение амплитуды мкс.и.п. Остаточное напряжение мкс.и.п. сглаживается на дросселях 10, 12 и конденсаторах 9, 11 в узле 8 фильтра синфазных и дифференциальных помех и далее поступает на второй каскад блока защиты от микросекундных импульсных помех, где происходит срабатывание варистора 36 и последующее снижение амплитуды мкс. и.п. до безопасного, для работы драйвера напряжения.If the mains voltage is 220V µs. i.p. in node 2 of protection against microsecond impulse interference of high energy, the series-connected thermistor 3, spark gap 5, 7 and varistor 4, 6 are triggered, and thereby the amplitude of the μs.i.p. decreases. Residual voltage µs.i.p. is smoothed on the chokes 10, 12 and capacitors 9, 11 in the node 8 of the common-mode and differential noise filter and then goes to the second stage of the protection unit against microsecond impulse noise, where the varistor 36 is triggered and the amplitude of the microseconds decreases. i.p. to safe, for the voltage driver to work.

Блок 1 электромагнитной совместимости содержит узел 14 защиты от продолжительного воздействия повышенного напряжения, который может быть выполнен в виде модуля к основному устройству 35. Модуль включает узел 15 анализа входного напряжения, который при превышении заданного порога формирует импульс на вход силового ключа 16, который закрывается и предотвращает работу драйвера при повышенном входном напряжении. В данном режиме драйвер может находиться продолжительное время. После снижения входного напряжения до допустимого порога силовой ключ открывается и драйвер продолжает работу в нормальном режиме.The electromagnetic compatibility unit 1 contains a node 14 for protection against prolonged exposure to increased voltage, which can be made as a module to the main device 35. The module includes an input voltage analysis node 15, which, when a predetermined threshold is exceeded, generates a pulse to the input of the power switch 16, which closes and prevents the driver from operating at increased input voltage. The driver can stay in this mode for a long time. After the input voltage drops to an acceptable threshold, the power switch opens and the driver continues to work in normal mode.

При прохождении напряжения сети через блок 1 электромагнитной совместимости происходит подавление помех из сети, которые могут повлиять на работу драйвера, а также для подавления помех, создаваемых драйвером в сеть 220В до установленных норм, для предотвращения влияния на сторонние приборы, подключенные к той же сети что и драйвер.When the mains voltage passes through the block 1 of electromagnetic compatibility, interference from the network is suppressed, which can affect the operation of the driver, as well as to suppress the interference created by the driver in the 220V network to the established standards, to prevent the impact on third-party devices connected to the same network that and driver.

Далее переменное напряжение выпрямляется посредством AC/DC выпрямителя 17, представляющего собой сетевой выпрямительный диодный мост. Далее выпрямленное напряжение подаётся на блок 19 активного корректора мощности, который представляет собой повышающий импульсный преобразователь. Основной задачей активного корректора мощности является слежение за формой входного напряжения драйвера и использование тока из сети 220 в соответствии с этой формой для поддержания коэффициента мощности на уровне более 0.9. Выходное напряжение данного блока выше выпрямленного входного напряжения и является постоянной величиной. Выбор выходного напряжения данного блока выше фазного напряжения сети позволяет использовать драйвер при межфазном включении. Применение такого решения позволяет достичь технического результата возможности работы на межфазном напряжении. Данное напряжение подается на вход блока 26 стабилизации выходного тока.Further, the alternating voltage is rectified by means of the AC/DC rectifier 17, which is a network rectifier diode bridge. Further, the rectified voltage is supplied to the block 19 of the active power corrector, which is a step-up pulse converter. The main task of the active power corrector is to follow the shape of the input voltage of the driver and use the current from the network 220 in accordance with this shape to maintain the power factor at a level greater than 0.9. The output voltage of this unit is higher than the rectified input voltage and is a constant value. The choice of the output voltage of this block above the phase voltage of the network allows the driver to be used in phase-to-phase switching. The use of such a solution makes it possible to achieve the technical result of the possibility of operating at interfacial voltage. This voltage is applied to the input of the block 26 stabilization of the output current.

Блок 18 питания микросхем, подключенный параллельно выходу сетевого выпрямительного диодного моста 17, необходим для обеспечения качественного питания цифровых и аналоговых микросхем драйвера в условиях пониженного входного напряжения, повышенного входного напряжения и задиммированного состояния драйвера, данный блок представляет собой понижающий импульсный преобразователь. The microcircuit power supply unit 18, connected in parallel with the output of the network rectifier diode bridge 17, is necessary to ensure high-quality power supply for digital and analog driver microcircuits under conditions of low input voltage, high input voltage and dimmed driver state, this unit is a step-down pulse converter.

Блок 26 стабилизации выходного тока отвечает за стабилизацию тока через светодиодный модуль 34. Данная функция достигается за счёт измерения падения напряжения на токоизмерительных резисторах 29 и подачи данного напряжения на узел 33 настройки выходного тока. Данный узел содержит усилительный элемент с изменяющимся коэффициентом усиления, построечный резистор, который позволяет масштабировать напряжение на токоизмерительных резисторах 29, фильтр нижних частот входного и выходного сигнала, перед подачей на узел 27 анализа тока через светодиодный модуль и управления транзистором. Таким образом достигается технический результат возможности точной ручной регулировки выходной мощности светильника. Узел 27 анализа тока через светодиодный модель и управления транзистором, на основе сигнала от узла 33 настройки выходного тока, формирует управляющие воздействия для силового транзистора 28. Транзистор открывается и закрывается в импульсном режиме поддерживая среднее значение тока через светодиодный модуль 34 на заданном уровне. Катушка индуктивности 32, включенная последовательно со светодиодным модулем 34 сглаживает импульсы тока до постоянного значения с коэффициентом пульсаций не более 1%. Данный узел поддерживает значение выходного тока драйвера на заданном режиме. Режим работы драйвера может задаваться с помощью ручной регулировки узла 33 настройки выходного тока, либо с помощью ШИМ сигнала 37 с коэффициентом заполнения от 0 до 100% что соответствует 0-100% яркости светильника.The output current stabilization unit 26 is responsible for stabilizing the current through the LED module 34. This function is achieved by measuring the voltage drop across the current-measuring resistors 29 and supplying this voltage to the node 33 setting the output current. This node contains an amplifying element with a variable gain, a construction resistor that allows you to scale the voltage across current-measuring resistors 29, a low-pass filter for the input and output signals, before applying to the node 27 current analysis through the LED module and transistor control. Thus, the technical result of the possibility of precise manual adjustment of the output power of the lamp is achieved. The node 27 for analyzing current through the LED model and controlling the transistor, based on the signal from the node 33 for setting the output current, generates control actions for the power transistor 28. The transistor opens and closes in a pulsed mode, maintaining the average value of the current through the LED module 34 at a given level. The inductor 32, connected in series with the LED module 34, smoothes the current pulses to a constant value with a ripple factor of not more than 1%. This node maintains the value of the output current of the driver at a given mode. The driver operation mode can be set by manually adjusting the output current setting node 33, or by using a PWM signal 37 with a duty cycle of 0 to 100%, which corresponds to 0-100% of the luminaire brightness.

Claims (2)

1. Драйвер для светодиодного светильника, включающий в себя плату, на которой установлены сетевой выпрямительный диодный мост, силовые ключи, диоды, конденсаторы, фильтр подавления синфазных и дифференциальных помех, токоизмерительные резисторы, светодиодный модуль, узел анализа и управления силовым ключом по алгоритму ЧИМ/ШИМ, блок стабилизации выходного тока, высоковольтный конденсатор, блок электромагнитной совместимости, состоящий из блока защиты от микросекундных импульсных помех большой энергии более 1500 В, включающий в себя варисторы, термистор и разрядник, расположенный на печатной плате, фильтра подавления синфазных и дифференциальных помех, включающего в себя дроссели и конденсаторы, отличающийся тем, что он содержит блок активного корректора мощности, состоящий из катушки индуктивности, силового ключа, выпрямительного диода, токоизмерительных резисторов выходного конденсатора, узел анализа выходного напряжения и управления транзистором, причём выпрямительный диод и токоизмерительные резисторы включены последовательно с нагрузкой, а силовой ключ и выходной конденсатор параллельно, при этом драйвер дополнительно содержит блок питания микросхем, подключенный параллельно выходу сетевого выпрямительного диодного моста, блок стабилизации выходного тока подключен к выходу блока активного корректора коэффициента мощности и дополнительно содержит токоизмерительные резисторы, силовой транзистор, выпрямительный диод, выходной конденсатор, катушку индуктивности и узел настройки выходного тока.1. Driver for LED lamp, which includes a board on which a network rectifier diode bridge, power switches, diodes, capacitors, a common-mode and differential noise suppression filter, current-measuring resistors, an LED module, a power switch analysis and control unit according to the PFM algorithm / PWM, output current stabilization unit, high-voltage capacitor, electromagnetic compatibility unit, consisting of a protection unit against high-energy microsecond impulse noise of more than 1500 V, including varistors, a thermistor and an arrester located on a printed circuit board, a filter for suppressing common-mode and differential noise, including includes chokes and capacitors, characterized in that it contains an active power corrector unit, consisting of an inductor, a power switch, a rectifier diode, current-measuring resistors of the output capacitor, a node for analyzing the output voltage and controlling the transistor, moreover, the rectifier diode and current-measuring resistors are connected in series with the load, and the power switch and the output capacitor are in parallel, in this case, the driver additionally contains a power supply unit for microcircuits connected in parallel with the output of the network rectifier diode bridge, an output current stabilization unit is connected to the output of the active power factor corrector unit and additionally contains current-measuring resistors, a power transistor, a rectifier diode, an output capacitor, an inductor and an output adjustment unit. current. 2. Драйвер по п. 1, отличающийся тем, что блок электромагнитной совместимости дополнительно содержит узел защиты от продолжительного воздействия повышенного напряжения, выполненный в виде отдельного модуля и с возможностью присоединения к драйверу.2. The driver according to claim 1, characterized in that the electromagnetic compatibility unit additionally contains a protection unit against prolonged exposure to increased voltage, made in the form of a separate module and with the possibility of being attached to the driver.
RU2021115549A 2021-05-31 2021-05-31 Driver for led luminaire RU2767039C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021115549A RU2767039C1 (en) 2021-05-31 2021-05-31 Driver for led luminaire

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021115549A RU2767039C1 (en) 2021-05-31 2021-05-31 Driver for led luminaire

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2767039C1 true RU2767039C1 (en) 2022-03-16

Family

ID=80736998

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021115549A RU2767039C1 (en) 2021-05-31 2021-05-31 Driver for led luminaire

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2767039C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2788629C2 (en) * 2021-06-28 2023-01-23 Общество с ограниченной ответственностью "Ледел" Driver for led lamp

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080272748A1 (en) * 2007-05-02 2008-11-06 John Laurence Melanson Power Factor Correction (PFC) Controller and Method Using a Finite State Machine to Adjust the Duty Cycle of a PWM Control Signal
KR20100041291A (en) * 2008-10-14 2010-04-22 뉴엘라이팅 주식회사 Driving circuit for a light emitting diode by pulse width modulation control
RU128433U1 (en) * 2012-11-22 2013-05-20 Артём Игоревич Когданин LED LIGHT DRIVER
US20150054417A1 (en) * 2013-08-21 2015-02-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Led driving device and lighting device
US20150130363A1 (en) * 2013-11-14 2015-05-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Led driving device, lighting device, and control circuit for led driving device
RU2735022C1 (en) * 2020-02-06 2020-10-27 Общество с ограниченной ответственностью "Ледел" Driver for led lighting fixture

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080272748A1 (en) * 2007-05-02 2008-11-06 John Laurence Melanson Power Factor Correction (PFC) Controller and Method Using a Finite State Machine to Adjust the Duty Cycle of a PWM Control Signal
KR20100041291A (en) * 2008-10-14 2010-04-22 뉴엘라이팅 주식회사 Driving circuit for a light emitting diode by pulse width modulation control
RU128433U1 (en) * 2012-11-22 2013-05-20 Артём Игоревич Когданин LED LIGHT DRIVER
US20150054417A1 (en) * 2013-08-21 2015-02-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Led driving device and lighting device
US20150130363A1 (en) * 2013-11-14 2015-05-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Led driving device, lighting device, and control circuit for led driving device
RU2735022C1 (en) * 2020-02-06 2020-10-27 Общество с ограниченной ответственностью "Ледел" Driver for led lighting fixture

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2788629C2 (en) * 2021-06-28 2023-01-23 Общество с ограниченной ответственностью "Ледел" Driver for led lamp

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9124171B2 (en) Adaptive current limiter and dimmer system including the same
US8779679B2 (en) LED lamp, illumination device including the LED lamp and current control method of the LED lamp
US6940733B2 (en) Optimal control of wide conversion ratio switching converters
US8344657B2 (en) LED driver with open loop dimming control
US7872427B2 (en) Dimming circuit for LED lighting device with means for holding TRIAC in conduction
US8148907B2 (en) Dimmable power supply
US20110115399A1 (en) Universal Dimmer
US6724152B2 (en) Lighting control system with variable arc control including start-up circuit for providing a bias voltage supply
US8324822B2 (en) System and method for dimmable constant power light driver
US20170250620A1 (en) Average current modulator for an led driver
US20140375223A1 (en) Led light source
WO2016026090A1 (en) Driving circuit, lighting device and method of reducing power dissipation
RU2677625C2 (en) Systems and methods for valley switching in pulsed power converter
US11063428B2 (en) Switch circuit
US20230366531A1 (en) Underwater Light Having Programmable Controller and Replaceable Light-Emitting Diode (LED) Assembly
TWI493849B (en) Power supplies and control methods capable of improving power factor during light load
RU2692700C2 (en) Linear positioner
RU2735022C1 (en) Driver for led lighting fixture
RU2767039C1 (en) Driver for led luminaire
US10306717B1 (en) Flicker-free LED driving apparatus and voltage regulating method thereof
WO2017222411A1 (en) Led lamp driver
JP2017521833A (en) System and method for maintaining dimmer operation in a power saving lamp assembly
KR100959376B1 (en) Power supply for led traffic light able to adjust brightness
RU2788629C2 (en) Driver for led lamp
US20210298146A1 (en) Regulator flicker controller circuitry for electrolytic-capacitor-less ac-dc led driver under universal input voltage