RU2813838C1 - Intelligent multi-lamp lighting device with high-pressure sodium lamps using one power supply - Google Patents

Intelligent multi-lamp lighting device with high-pressure sodium lamps using one power supply Download PDF

Info

Publication number
RU2813838C1
RU2813838C1 RU2023124546A RU2023124546A RU2813838C1 RU 2813838 C1 RU2813838 C1 RU 2813838C1 RU 2023124546 A RU2023124546 A RU 2023124546A RU 2023124546 A RU2023124546 A RU 2023124546A RU 2813838 C1 RU2813838 C1 RU 2813838C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lamps
lamp
power
output
input
Prior art date
Application number
RU2023124546A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Аслан Амырович Каракотов
Александр Владимирович Новосельцев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "НФЛ-Групп"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "НФЛ-Групп" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "НФЛ-Групп"
Application granted granted Critical
Publication of RU2813838C1 publication Critical patent/RU2813838C1/en

Links

Abstract

FIELD: lighting systems.
SUBSTANCE: invention relates to lighting systems and can be used at least in agriculture for additional illumination of crops with artificial light of high-pressure sodium lamps (HPSL) in greenhouses. Intelligent multi-lamp lighting device with high-pressure sodium lamps using one power supply comprises a lamp with high-pressure sodium lamps. All lamps with HPSL of low power are connected to one power source enclosed in a housing from aluminium profile, and are removed from it at distance from 1 to 15 meters by means of power wires. Each lamp consists of series-connected current sensor, half-bridge inverter and lamp ignition device, the first and second outputs of which are connected to corresponding HPSL outputs. First inputs of the current sensors are combined and are the inputs of the lamps; second outputs of current sensors are outputs of lamps. Power supply includes an output current limiter, the output of which is the output of the power supply and is connected to the input of the lamps. Output of the power factor corrector is connected to the first input of the output current limiter, the second input of which is connected to the second output of the control unit with a microprocessor, wherein outputs of each lamp are connected to the corresponding inputs of the control unit with a microprocessor.
EFFECT: providing compactness and functionality of the design of the device for the possibility of placing the lamp at a short distance from ground (2–3 meters), while improving uniformity of illumination without the risk of damaging the illuminated objects, and improving safety of the device.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к системам освещения и может быть использовано по меньшей мере в сельском хозяйстве при досветке сельскохозяйственных культур искусственным светом натриевых ламп высокого давления (НЛВД) в теплицах.The invention relates to lighting systems and can be used at least in agriculture when supplementing agricultural crops with artificial light from high-pressure sodium lamps (HPS) in greenhouses.

Известна система освещения (Lighting system) RU 2581653 C2, 20.04.2016.Known lighting system (Lighting system) RU 2581653 C2, 04/20/2016.

Известное устройство содержит:The known device contains:

- блок управления, способный регулировать режимы питания каждого подключенного светильника;- a control unit capable of regulating the power modes of each connected lamp;

- множество подключенных светильников;- many connected lamps;

- внешний источник питания с возможностью подключения НЛВД.- external power supply with the ability to connect an NLVD.

Устройство представляет собой систему освещения, в которой множество светильников, подключенных к этой системе освещения, управляются из единого блока, а работа самой системы осуществляется общим управляющим компьютером. При управлении светильниками учтены их индивидуальные характеристики, при этом логика управления основана на пусковых характеристиках для светильников в системе. Блок управления получает информацию относительно того, какие светильники имеют способность мгновенного переключения при переходе из выключенного состояния во включенное, и какие светильники должны быть предварительно разогреты или, например, запитаны пилообразным сигналом при переключении из выключенного состояния во включенное.The device is a lighting system in which many lamps connected to this lighting system are controlled from a single unit, and the operation of the system itself is carried out by a common control computer. When controlling luminaires, their individual characteristics are taken into account, while the control logic is based on the starting characteristics for the luminaires in the system. The control unit receives information regarding which luminaires have instantaneous switching capability when transitioning from an off to on state, and which luminaires must be preheated or, for example, energized with a ramp signal when switching from an off to on state.

Недостатками известного устройства являются: увеличение стоимости светового оборудования; отсутствие управления мощностью (диммирования) светильников.The disadvantages of the known device are: increased cost of lighting equipment; lack of power control (dimming) of lamps.

Указанные недостатки обусловлены тем, что конструкция самого светильника и его источника питания не изменена, а работа множества светильников происходит за счет добавления системы управления извне, что влечет за собой удорожание оборудования. Система управления регулирует работу светильников только в ждущем режиме и при пуске. В целом система управления обеспечивает только подачу напряжения на блоки питания светильников с учетом их индивидуальных особенностей, никак не контролируя их состояние и исправность. В случае выхода из строя какого-либо светильника или в случае нештатной его работы система не предпринимает никаких действий, а, следовательно, электрический ток продолжает поступать к неисправному светильнику, что влечет за собой неэффективный расход электроэнергии. Кроме того, управление светильниками по мощности (диммирование) невозможно, т.к. в устройстве используются уже готовые светильники, в которых уже настроены параметры мощности.These disadvantages are due to the fact that the design of the lamp itself and its power source has not been changed, and the operation of many lamps occurs by adding an external control system, which entails an increase in the cost of the equipment. The control system regulates the operation of the luminaires only in standby mode and during startup. In general, the control system only provides voltage to the power supplies of the lamps, taking into account their individual characteristics, without in any way monitoring their condition and serviceability. In case of failure of any lamp or in case of abnormal operation, the system does not take any action, and, consequently, electric current continues to flow to the faulty lamp, which entails inefficient energy consumption. In addition, control of luminaires by power (dimming) is impossible, because The device uses ready-made luminaires, in which the power parameters are already configured.

Известен также двухламповый электронный балласт с интеллектуальным переключением (Double-lamp intelligent switching electronic ballast), описанный в патенте CN102938965A, 20.02.2013.Also known is a double-lamp intelligent switching electronic ballast, described in patent CN102938965A, 02/20/2013.

Известное устройство содержит:The known device contains:

- блок управления;- Control block;

- источник питания;- power supply;

- выпрямитель;- rectifier;

- корпус из алюминиевого профиля.- housing made of aluminum profile.

Это устройство представляет собой интеллектуальный импульсный электронный балласт (источник питания) с двумя лампами, способному переключать цепи для осуществления переключения источника света. Известное устройство содержит первую входную мощность переменного тока и вторую входную мощность переменного тока; первая входная мощность переменного тока служит источником питания, соединена с блоком реле и соединена с блоком управления через блок преобразователя постоянного тока; и вторая входная мощность переменного тока служит источником сигнала и последовательно соединена с блоком преобразования переменного тока, блоком управления и блоком реле; и блок реле снабжен двумя выходными концами. Первый источник питания переменного тока подает питание в нормальном состоянии, второй источник питания переменного тока подает импульсные сигналы на блок управления, а блок управления управляет блоком реле после получения импульсных сигналов от второго источника питания переменного тока и переключает цепи для достижения коммутации цепи. Выход электронного балласта может быть подключен только к одной лампочке накаливания с возможностью интенсивного управления осветительными приборами в помещении.This device is an intelligent pulsed electronic ballast (power supply) with two lamps, capable of switching circuits to switch the light source. The known device comprises a first AC power input and a second AC power input; the first AC input power serves as a power source, is connected to the relay unit, and is connected to the control unit through the DC/DC converter unit; and the second AC input power serves as a signal source and is connected in series with the AC converting unit, the control unit and the relay unit; and the relay block is provided with two output ends. The first AC power supply supplies power in a normal state, the second AC power supply supplies pulse signals to the control unit, and the control unit controls the relay unit after receiving pulse signals from the second AC power supply and switches circuits to achieve circuit commutation. The output of the electronic ballast can be connected to only one incandescent light bulb with the possibility of intensive control of lighting fixtures in the room.

Недостатками известного устройства являются: невозможность использования НЛВД, неравномерность освещенности, недолгий срок службы, отсутствие управления мощностью (диммирования) осветительных устройств.The disadvantages of the known device are: the impossibility of using a low-pressure light drive, uneven illumination, short service life, lack of power control (dimming) of lighting devices.

Указанные недостатки обусловлены тем, что данный источник питания может быть использован только для ламп накаливания, которые обладают низкой светоотдачей по сравнению, например, с НЛВД. К источнику питания возможно подключение только двух ламп накаливания, работа которых осуществляется попеременно, в связи с чем площадь освещается неравномерно, а для большей освещенности количество осветительных приборов увеличится. Наличие электромагнитного реле для включения каждой лампы может вызывать пригорание контактов и преждевременный выход из строя источника питания.These disadvantages are due to the fact that this power source can only be used for incandescent lamps, which have low light output compared, for example, with low-pressure lamps. It is possible to connect only two incandescent lamps to the power source, the operation of which is carried out alternately, and therefore the area is illuminated unevenly, and for greater illumination the number of lighting fixtures will increase. The presence of an electromagnetic relay to turn on each lamp can cause burnt contacts and premature failure of the power source.

Совокупность признаков, наиболее близкая к совокупности существенных признаков заявляемого технического решения, присуща известному устройству, представляющему собой двухламповый драйвер с цифровым управлением (Numerical control dual-lamp driver) CN104837290A, 12.08.2015, принятый за прототип.The set of features that is closest to the set of essential features of the proposed technical solution is inherent in the known device, which is a two-lamp driver with digital control (Numerical control dual-lamp driver) CN104837290A, 08/12/2015, adopted as a prototype.

Блок-схема устройства-прототипа представлена на фиг. 1.A block diagram of the prototype device is shown in Fig. 1.

На фиг. 1 приняты следующие обозначения:In fig. 1 the following designations are adopted:

1 - источник питания;1 - power supply;

2 - корпус светильника;2 - lamp body;

3.1, 3.2 - НЛВД;3.1, 3.2 - NLVD;

4.1 - устройство поджига лампы;4.1 - lamp ignition device;

5.1 - полумостовой инвертор;5.1 - half-bridge inverter;

6.1 - датчик тока;6.1 - current sensor;

7 - сетевой фильтр;7 - surge protector;

8 - выпрямитель;8 - rectifier;

9 - вторичный преобразователь напряжения;9 - secondary voltage converter;

10 - корректор коэффициента мощности;10 - power factor corrector;

12 - блок управления с микропроцессором.12 - control unit with microprocessor.

Устройство-прототип содержит корпус светильника 2, в котором размещены НЛВД 3.1, 3.2, а также источник питания 1, в состав которого входят последовательно соединенные сетевой фильтр 7, выпрямитель 8 и вторичный преобразователь напряжения 9, корректор коэффициента мощности 10 и полумостовой инвертор 5.1, выход которого соединен с входом датчика тока 6.1. При этом первый выход блока управления с микропроцессором 12 соединен со вторыми входами корректора коэффициента мощности 10 и полумостового инвертора 5.1, третий вход которого является входом сигнала управления. Второй выход блока управления с микропроцессором 12 соединен с входом устройства поджига лампы 4.1, первый и второй выходы которого, (являющиеся соответствующими выходами источника питания 1), соединены с выводами первой 3.1 и второй 3.2 НЛВД. Другие выводы первой 3.1 и второй 3.2 НЛВД подключены к соответствующим выходам датчика тока 6.1.The prototype device contains a lamp housing 2, in which the low-pressure heat pumps 3.1, 3.2 are located, as well as a power supply 1, which includes a series-connected mains filter 7, a rectifier 8 and a secondary voltage converter 9, a power factor corrector 10 and a half-bridge inverter 5.1, output which is connected to the input of current sensor 6.1. In this case, the first output of the control unit with microprocessor 12 is connected to the second inputs of the power factor corrector 10 and the half-bridge inverter 5.1, the third input of which is the control signal input. The second output of the control unit with microprocessor 12 is connected to the input of the lamp ignition device 4.1, the first and second outputs of which (which are the corresponding outputs of the power source 1) are connected to the terminals of the first 3.1 and second 3.2 NLVD. Other outputs of the first 3.1 and second 3.2 NLVD are connected to the corresponding outputs of the current sensor 6.1.

В устройстве-прототипе источник питания 1 может одновременно управлять двумя независимыми НЛВД 3.1, 3.2 и, соответственно, контролировать режим работы каждой НЛВД 3.1, 3.2. Устройство-прототип имеет функцию самодиагностики и диагностики состояния каждой НЛВД 3.1, 3.2 по заданным параметрам и функцию управления мощностью (диммирование). Источник питания 1 является управляемым и режимы работы НЛВД 3.1, 3.2 могут изменяться по сигналам внешней шины управления.In the prototype device, the power source 1 can simultaneously control two independent HPDCs 3.1, 3.2 and, accordingly, control the operating mode of each HPDC 3.1, 3.2. The prototype device has a self-diagnosis function and diagnostics of the state of each NLVD 3.1, 3.2 according to specified parameters and a power control function (dimming). Power source 1 is controllable and the operating modes of NLVD 3.1, 3.2 can be changed according to signals from the external control bus.

Недостатками устройства-прототипа являются: неравномерность освещенности, невозможность разнесения НЛВД на расстояние друг от друга из-за повышенной опасности поражения электрическим током, удорожание конструкции, невозможность применения в низких теплицах.The disadvantages of the prototype device are: uneven illumination, the inability to space low-pressure heat pumps at a distance from each other due to the increased risk of electric shock, increased cost of the design, and impossibility of use in low greenhouses.

Указанные недостатки обусловлены тем, что к одному источнику питания 1 может быть подключено только две НЛВД 3.1, 3.2, что ведет к большей неравномерности освещенности, в сравнении с заявляемым устройством. Наличие датчика тока 6.1 с релейной схемой коммутации ламп для включения каждой НЛВД 3.1, 3.2 может вызвать пригорание контактов и преждевременный выход из строя источника питания. Источник питания 1 на обе НЛВД 3.1, 3.2 смонтирован в едином корпусе с датчиком тока 6.1, полумостовым инвертором 5.1 и устройством поджига ламп 4.1, а НЛВД 3.1, 3.2 расположенные в одном корпусе с источником питания, в свою очередь, подключаются в непосредственной близости к источнику питания 1 проводами. Из-за высокого напряжения в момент поджига НЛВД 3.1, 3.2 (несколько киловольт) возможен риск поражения электрическим током, поэтому в данном устройстве невозможно вынести НЛВД 3.1, 3.2 на несколько метров от источника питания 1 из-за необходимости использовать высоковольтные провода с хорошей изоляцией, что влечет за собой удорожание конструкции и необходимость привлечения обслуживающего персонала с определенной формой допуска к работам с высоким напряжением. Большая мощность НЛВД 3.1, 3.2 дает большое выделение тепла, из-за чего, в случае применения данного устройства в низких теплицах, растения сгорают и высыхают.These disadvantages are due to the fact that only two NLVDs 3.1, 3.2 can be connected to one power source 1, which leads to greater illumination unevenness in comparison with the claimed device. The presence of a current sensor 6.1 with a relay circuit for switching lamps to turn on each NLVD 3.1, 3.2 can cause contact burning and premature failure of the power source. Power supply 1 for both NLVDs 3.1, 3.2 is mounted in a single housing with a current sensor 6.1, a half-bridge inverter 5.1 and a lamp ignition device 4.1, and NLVDs 3.1, 3.2 located in the same housing with the power supply, in turn, are connected in close proximity to the source power supply 1 wires. Due to the high voltage at the moment of ignition of NLVD 3.1, 3.2 (several kilovolts), there is a possible risk of electric shock, therefore, in this device it is impossible to move NLVD 3.1, 3.2 several meters from power source 1 due to the need to use high-voltage wires with good insulation, which entails an increase in the cost of the design and the need to attract service personnel with a certain form of access to work with high voltage. The high power of NLVD 3.1, 3.2 produces a large heat release, which is why, when this device is used in low greenhouses, the plants burn and dry out.

Заявляемое изобретение, интеллектуальное многоламповое осветительное устройство с натриевыми лампами высокого давления с использованием одного источника питания, позволяет устранить вышеперечисленные недостатки.The claimed invention, an intelligent multi-lamp lighting device with high-pressure sodium lamps using a single power source, eliminates the above disadvantages.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое устройство, является обеспечение компактности и функциональности конструкции для возможности размещения светильника на невысоком расстоянии от земли (2-3 метра) улучшая при этом равномерность освещения без опасности повреждения освещаемых объектов, а также повышение безопасности устройства, а также его удешевление.The task to which the proposed device is aimed is to ensure the compactness and functionality of the design for the possibility of placing the lamp at a short distance from the ground (2-3 meters), while improving the uniformity of illumination without the danger of damaging the illuminated objects, as well as increasing the safety of the device, as well as its reduction in price.

Для решения поставленной задачи в интеллектуальное многоламповое осветительное устройство с натриевыми лампами высокого давления (НЛВД) с использованием одного источника питания, содержащее светильник с натриевыми лампами высокого давления, устройство поджига лампы, полумостовой инвертор, датчик тока, а также источник питания, состоящий из последовательно соединенных сетевого фильтра, выпрямителя, вторичного преобразователя напряжения, корректора коэффициента мощности, а также блока управления с микропроцессором, выполненного с функцией диммирования, первый выход которого соединен со вторым входом корректора коэффициента мощности, управляющий вход блока управления с микропроцессором является входом сигнала управления; вход сетевого фильтра является входом сети, согласно изобретению, введены, по меньшей мере, три идентичных светильника, все светильники с НЛВД малой мощности подключены к одному источнику питания, заключенному в корпус из алюминиевого профиля, и удалены от него на расстояние от 1 до 15 метров с помощью силовых проводов, при этом каждый светильник состоит из последовательно соединенных датчика тока, полумостового инвертора и устройства поджига лампы, первый и второй выходы которого подключены к соответствующим выводам НЛВД; первые входы датчиков тока всех светильников объединены и являются их входом; вторые выходы датчиков тока всех светильников являются их выходами, кроме того, в источник питания включен ограничитель выходного тока, выход которого является выходом источника питания и соединен с входом светильников; выход корректора коэффициента мощности соединен с первым входом ограничителя выходного тока, второй вход которого подсоединен ко второму выходу блока управления с микропроцессором, причем выходы каждого светильника соединены с соответствующими входами блока управления с микропроцессором.To solve this problem, an intelligent multi-lamp lighting device with high-pressure sodium lamps (HPS) using a single power source, containing a lamp with high-pressure sodium lamps, a lamp ignition device, a half-bridge inverter, a current sensor, and a power source consisting of series-connected line filter, rectifier, secondary voltage converter, power factor corrector, as well as a control unit with a microprocessor, made with a dimming function, the first output of which is connected to the second input of the power factor corrector, the control input of the control unit with a microprocessor is the control signal input; the input of the mains filter is the input of the network, according to the invention, at least three identical lamps are introduced, all lamps with low-power low-power low-voltage luminaires are connected to one power source, enclosed in an aluminum profile housing, and are removed from it at a distance of 1 to 15 meters using power wires, with each lamp consisting of a series-connected current sensor, a half-bridge inverter and a lamp ignition device, the first and second outputs of which are connected to the corresponding terminals of the NLVD; the first inputs of the current sensors of all lamps are combined and serve as their input; the second outputs of the current sensors of all lamps are their outputs; in addition, the power supply includes an output current limiter, the output of which is the output of the power source and is connected to the input of the lamps; the output of the power factor corrector is connected to the first input of the output current limiter, the second input of which is connected to the second output of the control unit with a microprocessor, and the outputs of each lamp are connected to the corresponding inputs of the control unit with a microprocessor.

Таким образом, поставленная задача решается за счет одновременного подключения от 4 до 6 светильников с натриевыми лампами высокого давления (НЛВД) малой мощности (150-250 Вт) к одному источнику питания и расположенных на расстоянии 1-15 метров от источника питания, при этом общие цепи питания (блок управления с микропроцессором, корректор коэффициента мощности, сетевой фильтр, выпрямитель, вторичный преобразователь напряжения, ограничитель выходного тока) на 4-6 светильников расположены в одном источнике питания и заключены в отдельный блок. Датчик тока и устройство поджига лампы смонтированы в светильнике, что позволяет разносить светильники, подключенные к одному источнику питания, с помощью обычных силовых проводов, рассчитанных на типовое промышленное напряжение 400 В, друг от друга на расстояние 1-15 метров, при этом питающее напряжение на светильник подается низкое, а высокое напряжение (порядка нескольких киловольт) для поджига НЛВД формируется непосредственно в светильнике, что снижает риск поражения электрическим током и необходимость прокладки к разнесенным светильникам высоковольтного кабеля.Thus, the problem is solved by simultaneously connecting from 4 to 6 lamps with high-pressure sodium lamps (HPS) of low power (150-250 W) to one power source and located at a distance of 1-15 meters from the power source, while common power circuits (control unit with a microprocessor, power factor corrector, surge protector, rectifier, secondary voltage converter, output current limiter) for 4-6 lamps are located in one power source and are enclosed in a separate block. The current sensor and the lamp ignition device are mounted in the luminaire, which makes it possible to space luminaires connected to the same power source using conventional power wires designed for a typical industrial voltage of 400 V from each other at a distance of 1-15 meters, while the supply voltage is The lamp is supplied with low voltage, and high voltage (of the order of several kilovolts) for igniting the low-pressure heat pump is formed directly in the lamp, which reduces the risk of electric shock and the need to lay high-voltage cables to spaced lamps.

В случае применения заявленного изобретения, например, в теплицах, появляется возможность снизить стоимость, вес и габариты тепличного осветительного устройства, расположенного над растениями, за счет использования общих электронных компонентов для нескольких (4-6 шт. ) светильников, подключенных к одному источнику питания и объединение конструкции в отдельный блок. За счет применения в одном устройстве 4-6 НЛВД меньшей мощности, его возможно применять в невысоких (2-3 метра) теплицах, т.к. тепловое излучение мощных НЛВД повреждает верхушки растений. Применение нескольких НЛВД меньшей мощности, заключенных в единую конструкцию, позволяет улучшить равномерность освещения в теплицах за счет более частого расположения светильников, а также применять в одном осветительном устройстве горизонтальное (для общей досветки растений) и вертикальное (для межрядной досветки растений) расположение светильников. Также в заявленном устройстве предусмотрена функция управления мощностью (диммирования) и наличие датчика тока, контролирующего работу каждой НЛВД. Блок управления встроен в источник питания и управляет суммарным током на выходе источника питания в зависимости от состояния подключенных к нему светильников по сигналу обратной связи об их состоянии, а, помимо этого, может и изменять их мощность по внешнему сигналу управления.In the case of application of the claimed invention, for example, in greenhouses, it becomes possible to reduce the cost, weight and dimensions of a greenhouse lighting device located above the plants, due to the use of common electronic components for several (4-6 pcs.) lamps connected to one power source and combining the structure into a separate block. Due to the use of 4-6 low-power low-pressure pumps in one device, it can be used in low (2-3 meters) greenhouses, because The thermal radiation of powerful low-pressure heat pumps damages the tops of plants. The use of several lower power low-pressure lamps, enclosed in a single design, makes it possible to improve the uniformity of lighting in greenhouses due to a more frequent arrangement of lamps, as well as to use horizontal (for general illumination of plants) and vertical (for inter-row illumination of plants) arrangement of lamps in one lighting device. The claimed device also provides a power control function (dimming) and the presence of a current sensor that controls the operation of each low-pressure heater. The control unit is built into the power source and controls the total current at the output of the power source depending on the state of the luminaires connected to it using a feedback signal about their state, and, in addition, can change their power using an external control signal.

Сущность заявляемого устройства поясняется чертежами.The essence of the proposed device is illustrated by drawings.

Блок-схема устройства представлена на фиг. 2.The block diagram of the device is shown in Fig. 2.

На фиг. 2 приняты следующие обозначения:In fig. 2 the following notations are adopted:

1 - источник питания;1 - power supply;

2.1, 2.2, 2.3, 2.4 - светильник;2.1, 2.2, 2.3, 2.4 - lamp;

3.1, 3.2, 3.3, 3.4 - НЛВД, смонтированная в светильник;3.1, 3.2, 3.3, 3.4 - low-pressure LVD mounted in the luminaire;

4.1, 4.2, 4.3, 4.4 - устройство поджига лампы;4.1, 4.2, 4.3, 4.4 - lamp ignition device;

5.1, 5.2, 5.3, 5.4 - полумостовой инвертор;5.1, 5.2, 5.3, 5.4 - half-bridge inverter;

6.1, 6.2, 6.3, 6.4 - датчик тока;6.1, 6.2, 6.3, 6.4 - current sensor;

7 - сетевой фильтр;7 - surge protector;

8 - выпрямитель;8 - rectifier;

9 - вторичный преобразователь напряжения;9 - secondary voltage converter;

10 - корректор коэффициента мощности;10 - power factor corrector;

11 - ограничитель выходного тока;11 - output current limiter;

12 - блок управления с микропроцессором.12 - control unit with microprocessor.

Интеллектуальное многоламповое осветительное устройство с натриевыми лампами высокого давления с использованием одного источника питания содержит источник питания 1, смонтированный отдельно в корпусе из алюминиевого профиля, позволяющий подключить одновременно 4 - 6 светильников 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, удаленных от источника питания на расстояние 1 - 15 м с помощью силовых проводов, рассчитанных на напряжение 400 В.An intelligent multi-lamp lighting device with high-pressure sodium lamps using a single power source contains a power source 1, mounted separately in an aluminum profile housing, allowing you to simultaneously connect 4 - 6 lamps 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, remote from the power source at a distance of 1 - 15 m using power cables rated for 400 V.

При этом источник питания 1 содержит последовательно соединенные сетевой фильтр 7, выпрямитель 8, вторичный преобразователь напряжения 9, корректор коэффициента мощности 10 и ограничитель выходного тока 11, выход которого является выходом источника питания 1. Кроме того, первый и второй выходы блока управления с микропроцессором 12 соединены со вторыми входами корректора коэффициента мощности 10 и ограничителя выходного тока 11 соответственно. Входы с первого по четвертый блока управления с микропроцессором 12 являются соответствующими входами источника питания 1 и соединены с выходами соответствующих светильников 2.1 - 2.4, входы которых объединены и соединены с выходом источника питания 1. Пятый вход блока управления с микропроцессором 12 является входом сигнала управления. Вход сетевого фильтра 7 сетевой вход.In this case, the power supply 1 contains a series-connected network filter 7, a rectifier 8, a secondary voltage converter 9, a power factor corrector 10 and an output current limiter 11, the output of which is the output of the power source 1. In addition, the first and second outputs of the control unit with a microprocessor 12 connected to the second inputs of the power factor corrector 10 and the output current limiter 11, respectively. Inputs from the first to fourth control unit with microprocessor 12 are the corresponding inputs of the power source 1 and are connected to the outputs of the corresponding lamps 2.1 - 2.4, the inputs of which are combined and connected to the output of the power source 1. The fifth input of the control unit with microprocessor 12 is the control signal input. Line filter input 7 network input.

Светильники 2.1 - 2.4 идентичны, рассмотрим один из них, например, 2.1, содержащий последовательно соединенные датчик тока 6.1, полумостовой инвертор 5.1 и устройство поджига лампы 4.1, первый и второй выходы которого подключены к соответствующим выводам НЛВД 3.1. При этом первые входы датчиков тока 6.1 - 6.4 являются входами светильников 2.1 -2.4. Вторые выходы датчиков тока 6.1 - 6.4 являются выходами светильников 2.1 - 2.4.Lamps 2.1 - 2.4 are identical; consider one of them, for example, 2.1, containing a series-connected current sensor 6.1, a half-bridge inverter 5.1 and a lamp ignition device 4.1, the first and second outputs of which are connected to the corresponding terminals of the NLVD 3.1. In this case, the first inputs of current sensors 6.1 - 6.4 are the inputs of lamps 2.1 -2.4. The second outputs of current sensors 6.1 - 6.4 are the outputs of lamps 2.1 - 2.4.

Для наглядности на фиг. 2 показаны четыре светильника 2.1, 2.2, 2.3, 2.4. В корпусе каждого светильника 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 смонтированы соответствующие НЛВД 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, устройство поджига лампы 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, выдающее импульс высокого (порядка 3 - 4 кВ) напряжения для обеспечения зажигания НЛВД, полумостовой инвертор 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 для питания НЛВД в рабочем режиме и датчик тока 6.1, 6.2, 6.3, 6.4, служащий для контроля потребляемой мощности НЛВД. В источнике питания 1 - общем для 4 - 6 светильников 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, смонтированы сетевой фильтр 7, выпрямитель 8, вторичный преобразователь напряжения 9, корректор коэффициента мощности 10, ограничитель выходного тока 11 и блок управления с микропроцессором 12.For clarity, in Fig. Figure 2 shows four lamps 2.1, 2.2, 2.3, 2.4. In the housing of each lamp 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, the corresponding low-pressure lamps 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 are mounted, a device for igniting the lamp 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, which produces a high-voltage pulse (about 3 - 4 kV) to ensure ignition of the high-pressure lamp, half-bridge inverter 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 for powering the low-pressure heat pump in operating mode and a current sensor 6.1, 6.2, 6.3, 6.4, used to monitor the power consumption of the high-pressure heat pump. In the power supply 1 - common for 4 - 6 lamps 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, a mains filter 7, a rectifier 8, a secondary voltage converter 9, a power factor corrector 10, an output current limiter 11 and a control unit with a microprocessor 12 are mounted.

Заявляемое устройство работает следующим образом.The inventive device operates as follows.

Все светильники 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 по питающему их напряжению включены параллельно. Питающее светильники напряжение 400 В и частотой 140 КГц формируется в источнике питания 1 вторичным преобразователем напряжения 9.All lamps 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 are connected in parallel according to the voltage supplying them. The luminaires supply voltage of 400 V and a frequency of 140 KHz is generated in power source 1 by secondary voltage converter 9.

При подаче питающего напряжения на выходе ограничителя выходного тока 11 источника питания 1 сигналом блока управления с микропроцессором 12 формируется номинальное рабочее напряжение для НЛВД (порядка 400 В) и ток, соответствующий примерно 40% номинальной мощности всех НЛВД 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, подключенных к источнику питания светильников 2.1, 2.2, 2.3, 2.4. Одновременно блок управления с микропроцессором 12 выдает сигнал корректору коэффициента мощности 10 на изменение сдвига фаз между напряжением и током, соответствующее типу и мощности НЛВД 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, подключенным к светильникам.When supply voltage is applied to the output of the output current limiter 11 of power source 1, the signal from the control unit with microprocessor 12 generates the rated operating voltage for the low-pressure heat pump (about 400 V) and a current corresponding to approximately 40% of the rated power of all high-pressure heat pumps 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 connected to the power supply of lamps 2.1, 2.2, 2.3, 2.4. At the same time, the control unit with microprocessor 12 sends a signal to the power factor corrector 10 to change the phase shift between voltage and current, corresponding to the type and power of the LVD 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 connected to the lamps.

При поступлении напряжения каждое устройство поджига лампы 4.1, 4.2, 4.3, 4.4 предпринимает попытку зажечь НЛВД 3.1, 3.2, 3.3, 3.4. Если разряд в НЛВД загорелся, датчик тока 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 фиксирует увеличение тока, потребляемого светильником 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 и формирует сигнал для блока управления с микропроцессором 12 о том, что светильник 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 находится в рабочем состоянии. Аналогичные сигналы формируют все датчики тока 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 во всех светильниках 2.1, 2.2, 2.3, 2.4. Если НЛВД 3.1 или 3.2, или 3.3, или 3.4 в соответствующем светильнике 2.1 или 2.2, или 2.3, или 2.4 не подожглась, устройство поджига лампы 4.1 или 4.2, или 4.3, или 4.4, соответствующее каждому светильнику 2.1 или 2.2, или 2.3, или 2.4 предпринимает еще 3 - 5 попыток поджига, после чего блок управления с микропроцессором 12 передает сигнал об отсутствии тока, протекающего через этот светильник. Блок управления с микропроцессором 12 считает светильник 2.1 или 2.2, или 2.3, или 2.4 неисправным, и выдает команду ограничителю выходного тока 11 снизить выходной ток на величину, равную току потребления неисправного светильника 2.1 или 2.2, или 2.3, или 2.4 и команду корректору коэффициента мощности 10 на изменение параметров сдвига фаз между напряжением и током. Затем блок управления с микропроцессором 12 выдает команду ограничителю выходного тока 11 плавно поднять в течение 5 - 7 минут рабочий ток исправных светильников 2.1, 2.2, 2.3, 2.4) 40% до номинального значения.When voltage is supplied, each lamp ignition device 4.1, 4.2, 4.3, 4.4 attempts to ignite the low-pressure pump 3.1, 3.2, 3.3, 3.4. If the discharge in the low-pressure stage lights up, the current sensor 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 detects an increase in the current consumed by the lamp 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 and generates a signal for the control unit with microprocessor 12 that the lamp 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 is in working order. Similar signals are generated by all current sensors 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 in all lamps 2.1, 2.2, 2.3, 2.4. If the NLVD 3.1 or 3.2, or 3.3, or 3.4 in the corresponding lamp 2.1 or 2.2, or 2.3, or 2.4 is not ignited, the lamp ignition device 4.1 or 4.2, or 4.3, or 4.4, corresponding to each lamp 2.1 or 2.2, or 2.3, or 2.4 makes another 3 - 5 attempts to ignite, after which the control unit with microprocessor 12 transmits a signal that there is no current flowing through this lamp. The control unit with microprocessor 12 considers lamp 2.1 or 2.2, or 2.3, or 2.4 faulty, and issues a command to the output current limiter 11 to reduce the output current by an amount equal to the current consumption of the faulty lamp 2.1 or 2.2, or 2.3, or 2.4 and a command to the power factor corrector 10 to change the phase shift parameters between voltage and current. Then the control unit with microprocessor 12 issues a command to the output current limiter 11 to smoothly raise the operating current of serviceable lamps 2.1, 2.2, 2.3, 2.4) 40% to the nominal value within 5 - 7 minutes.

Управление мощностью (диммирование) каждого из светильников 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 осуществляется подачей стандартного напряжения на отдельный вход блока управления с микропроцессором 12, гальванически развязанный при помощи оптопары с остальной электроникой 7, 8, 9, 10, 11 источника питания 1 устройства. Диммирование осуществляется в диапазоне 40-100 % номинальной мощности устройства подачей стандартного напряжения 0-10 В на вход управления. Блок управления с микропроцессором 12 разблокирует вход подачи управляющего мощностью сигнала только после определения количества работающих светильников 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 и установления корректором коэффициента мощности 10 оптимального фазового сдвига между напряжением и током для количества исправных светильников 2.1, 2.2, 2.3, 2.4.Power control (dimming) of each of the lamps 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 is carried out by supplying a standard voltage to a separate input of the control unit with microprocessor 12, galvanically isolated using an optocoupler from the rest of the electronics 7, 8, 9, 10, 11 of the power source 1 of the device. Dimming is carried out in the range of 40-100% of the rated power of the device by applying a standard voltage of 0-10 V to the control input. The control unit with microprocessor 12 unlocks the power control signal input only after determining the number of working lamps 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 and setting the optimal phase shift between voltage and current by the power factor corrector 10 for the number of working lamps 2.1, 2.2, 2.3, 2.4.

Таким образом, достигаемый технический результат заключается в обеспечении компактности и функциональности конструкции устройства для возможности размещения светильника на невысоком расстоянии от земли (2 - 3 метра), улучшая при этом равномерность освещения без опасности повреждения освещаемых объектов, повышение безопасности устройства, а также его удешевление.Thus, the achieved technical result is to ensure the compactness and functionality of the device design for the possibility of placing the lamp at a short distance from the ground (2 - 3 meters), while improving the uniformity of lighting without the risk of damaging the illuminated objects, increasing the safety of the device, as well as reducing its cost.

Claims (2)

1. Интеллектуальное многоламповое осветительное устройство с натриевыми лампами высокого давления (НЛВД) с использованием одного источника питания, содержащее светильник с натриевыми лампами высокого давления, устройство поджига лампы, полумостовой инвертор, датчик тока, а также источник питания, состоящий из последовательно соединенных сетевого фильтра, выпрямителя, вторичного преобразователя напряжения, корректора коэффициента мощности, а также блока управления с микропроцессором, выполненного с функцией диммирования, первый выход которого соединен со вторым входом корректора коэффициента мощности, управляющий вход блока управления с микропроцессором является входом сигнала управления; вход сетевого фильтра является входом сети; отличающееся тем, что введены, по меньшей мере, три идентичных светильника, все светильники с НЛВД малой мощности подключены к одному источнику питания, заключенному в корпус из алюминиевого профиля, и удалены от него на расстояние от 1 до 15 метров с помощью силовых проводов, при этом каждый светильник состоит из последовательно соединенных датчика тока, полумостового инвертора и устройства поджига лампы, первый и второй выходы которого подключены к соответствующим выводам НЛВД; первые входы датчиков тока объединены и являются входами светильников; вторые выходы датчиков тока являются выходами светильников, кроме того, в источник питания включен ограничитель выходного тока, выход которого является выходом источника питания и соединен с входом светильников; выход корректора коэффициента мощности соединен с первым входом ограничителя выходного тока, второй вход которого подсоединен ко второму выходу блока управления с микропроцессором, причем выходы каждого светильника соединены с соответствующими входами блока управления с микропроцессором.1. An intelligent multi-lamp high-pressure sodium (HPS) lighting device using a single power supply, containing a high-pressure sodium lamp, a lamp igniter, a half-bridge inverter, a current sensor, and a power supply consisting of a series-connected surge protector, a rectifier, a secondary voltage converter, a power factor corrector, as well as a control unit with a microprocessor, made with a dimming function, the first output of which is connected to the second input of the power factor corrector, the control input of the control unit with a microprocessor is the control signal input; The line filter input is the network input; characterized in that at least three identical lamps are introduced, all lamps with low-power low-power low-pressure lamps are connected to one power source, enclosed in an aluminum profile housing, and are removed from it at a distance of 1 to 15 meters using power wires, with In this case, each lamp consists of a series-connected current sensor, a half-bridge inverter and a lamp ignition device, the first and second outputs of which are connected to the corresponding terminals of the NLVD; the first inputs of the current sensors are combined and are the inputs of lamps; the second outputs of the current sensors are the outputs of the lamps; in addition, the power supply includes an output current limiter, the output of which is the output of the power source and is connected to the input of the lamps; the output of the power factor corrector is connected to the first input of the output current limiter, the second input of which is connected to the second output of the control unit with a microprocessor, and the outputs of each lamp are connected to the corresponding inputs of the control unit with a microprocessor. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что силовые провода рассчитаны на типовое напряжение 400 В.2. The device according to claim 1, characterized in that the power wires are designed for a typical voltage of 400 V.
RU2023124546A 2023-09-25 Intelligent multi-lamp lighting device with high-pressure sodium lamps using one power supply RU2813838C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2813838C1 true RU2813838C1 (en) 2024-02-19

Family

ID=

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6437519B1 (en) * 1999-06-21 2002-08-20 Koito Manufacturing Co., Ltd. Discharge lamp lighting circuit
RU96931U1 (en) * 2010-05-13 2010-08-20 Общество с ограниченной ответственностью "Воля" SEALED LAMP (OPTIONS)
CN102938965A (en) * 2012-11-20 2013-02-20 深圳市朗文科技实业有限公司 Double-lamp intelligent switching electronic ballast
CN104837290A (en) * 2015-06-09 2015-08-12 江苏省瑞宝特科技发展有限公司 Numerical control dual-lamp driver
RU2581653C2 (en) * 2010-07-21 2016-04-20 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Lighting system
CN108882460A (en) * 2018-07-27 2018-11-23 厦门普为光电科技有限公司 A kind of means of illumination and lighting system
RU2018106100A (en) * 2018-02-19 2019-08-19 Игорь Георгиевич Рудой SYSTEM AND METHOD FOR LIGHTING GROWED PLANTS
RU2725003C1 (en) * 2019-12-06 2020-06-29 Марат Равильевич Аюпов Irradiation system of plants in a greenhouse

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6437519B1 (en) * 1999-06-21 2002-08-20 Koito Manufacturing Co., Ltd. Discharge lamp lighting circuit
RU96931U1 (en) * 2010-05-13 2010-08-20 Общество с ограниченной ответственностью "Воля" SEALED LAMP (OPTIONS)
RU2581653C2 (en) * 2010-07-21 2016-04-20 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Lighting system
CN102938965A (en) * 2012-11-20 2013-02-20 深圳市朗文科技实业有限公司 Double-lamp intelligent switching electronic ballast
CN104837290A (en) * 2015-06-09 2015-08-12 江苏省瑞宝特科技发展有限公司 Numerical control dual-lamp driver
RU2018106100A (en) * 2018-02-19 2019-08-19 Игорь Георгиевич Рудой SYSTEM AND METHOD FOR LIGHTING GROWED PLANTS
CN108882460A (en) * 2018-07-27 2018-11-23 厦门普为光电科技有限公司 A kind of means of illumination and lighting system
RU2725003C1 (en) * 2019-12-06 2020-06-29 Марат Равильевич Аюпов Irradiation system of plants in a greenhouse

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9232578B2 (en) LED lamp with variable input power supply
EP0613328B1 (en) Bi-level lighting control system for HID lamps
US9332603B2 (en) Circuit arrangement for operating a low-power lighting unit and method of operating the same
KR100741253B1 (en) High intensity discharge lamp ballast circuit
FI111323B (en) Safety light arrangement and safety light device
EP1168893B1 (en) Ballast for discharge lamp
CN100521860C (en) High-intensity discharge lamp ballast with charged lamp rebright property
KR20100135309A (en) Power control
US8860312B2 (en) Light emitting diodes driven by high intensity discharge ballast
US7193368B2 (en) Parallel lamps with instant program start electronic ballast
WO1994027419A1 (en) System and method for distributing power to gas discharge lamps
US20020113559A1 (en) Electronic ballast
RU2813838C1 (en) Intelligent multi-lamp lighting device with high-pressure sodium lamps using one power supply
US7279853B2 (en) Fluorescent lamp dimmer control
US20200015333A1 (en) Lighting device, system and method for controlling a lighting device
AU638068B2 (en) Preheater circuit for fluorescent lamps
JP2003133086A (en) Lighting system
JPH10294194A (en) Discharge lamp lighting device and lighting system
JPH11283770A (en) Multi-discharge lamp lighting device and lighting system
CN1729729B (en) DC/AC converter for supplying two gas discharge lamps
CN110959310B (en) Tubular lighting device, luminaire and method of operating with an electronic ballast
KR20020060342A (en) Igniter circuit of the high intensity discharge lamp
GB2319678A (en) Dimming discharge lamps
KR101446836B1 (en) Fluorescent lamp compatible LED lamps with status monitoring function
JP2009506508A (en) Method of operating a high-pressure lamp without hot start and luminaire with two high-pressure discharge lamps