RU91789U1

RU91789U1 - ELECTRONIC CONTROL UNIT OF LED LUMINAIRES

Info

Publication number: RU91789U1
Application number: RU2009139686/22U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Константинович Трифонов; Любовь Александровна Трифонова
Original assignee: Анатолий Константинович Трифонов
Priority date: 2009-10-27
Filing date: 2009-10-27
Publication date: 2010-02-27

Abstract

Электронный блок управления светодиодным светильником, содержащий преобразователь напряжения, стабилизатор тока, гальваническую развязку светодиодов с входной сетью, комплекс защиты, отличающийся тем, что блок управления выполнен на программируемом микроконтроллере и имеет дистанционно задаваемые выключателем по проводам электропитания режимы: основной полной мощности и дежурный энергосберегающий, путем установки заданного тока за счет изменения скважности управляющих импульсов этих светодиодов; аварийный, обеспечиваемый встраиваемым модулем аварийного освещения за счет автоматически заряжаемого аккумулятора; автоматический, срабатывающий по заданному порогу освещенности внешнего фона от встроенного датчика.The electronic control unit for the LED lamp, containing a voltage converter, a current stabilizer, galvanic isolation of the LEDs with the input network, a protection complex, characterized in that the control unit is made on a programmable microcontroller and has modes remotely set by the switch via the power supply wires: main full power and standby energy-saving, by setting a given current by changing the duty cycle of the control pulses of these LEDs; emergency, provided by a built-in emergency lighting module due to an automatically charged battery; automatic, triggered by a given threshold of illumination of the external background from the built-in sensor.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к модулям питания светодиодных светильников общепромышленного назначения с дистанционно задаваемыми режимами работы.The proposed utility model relates to power supply modules for general-purpose LED lighting fixtures with remotely set operating modes.

Известны модули питания для светодиодных светильников фирмы Mean Well серии LPC.(www.terraelectronica.ru) В них имеется преобразователь напряжения с гальванической развязкой, стабилизатор тока питания светодиодов, комплекс защит. Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является импульсный блок питания, использованный в светильнике (патент RU №2366120, публ. 27.08.2009 г.). Светильник содержит светодиодные группы соединенные разным образом, каждый из которых соединен с импульсным блоком питания, имеющим контроль температуры нагрева светодиодов, установленных на печатной плате с подложкой из стеклотекстолита или алюминия, которая закреплена на корпусе светильника путем вальцевания или загиба краев, датчик автоматического включения выключения светильника при наступлении темноты - света и датчик движения.Power modules for Mean Well LED luminaires of the LPC series are known. (Www.terraelectronica.ru) They have a voltage converter with galvanic isolation, a power supply current stabilizer for the LEDs, and a set of protections. The closest analogue adopted for the prototype is a switching power supply used in the lamp (patent RU No. 2366120, publ. 08/27/2009). The lamp contains LED groups connected in different ways, each of which is connected to a switching power supply unit, which has a heating temperature control of the LEDs mounted on a printed circuit board with a fiberglass or aluminum substrate, which is mounted on the lamp body by rolling or bending the edges, a sensor for automatically turning the lamp off at night - light and motion sensor.

Недостатком известного импульсного блока питания является отсутствие дистанционно задаваемых режимов, в частности энергопотребления светильника и режима «аварийное освещение» от встроенного источника питания.A disadvantage of the known switching power supply is the lack of remotely set modes, in particular the power consumption of the lamp and the "emergency lighting" mode from the built-in power source.

Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является создание электронного блока управления и регулирования, для разработанного светильника общепромышленного назначения, обладающего дополнительными и полезными функциями.The task to which the utility model is directed is the creation of an electronic control and regulation unit for the developed general-purpose lamp with additional and useful functions.

Техническим результатом, полученным при реализации полезной модели, является создание простого, дешевого и надежного блока управления, позволяющего дистанционно, с помощью выключателя питания светильника, задавать режимы работы электронному блоку.The technical result obtained by the implementation of the utility model is the creation of a simple, cheap and reliable control unit that allows you to remotely set the operating modes of the electronic unit using the power switch of the lamp.

Отличительным признаком предлагаемого электронного блока управления является наличие в электрической схеме программируемого микроконтроллера, управляющего светодиодными блоками светильника, принимающего команды по сетевым проводам от выключателя питания (светильника) и реализующего режимы пониженного энергопотребления и аварийного освещения при установке и подключении соответствующего блока, разработанного в комплекте.A distinctive feature of the proposed electronic control unit is the presence in the circuitry of a programmable microcontroller that controls the LED blocks of the lamp, receives commands on the network wires from the power switch (lamp) and implements low power consumption and emergency lighting when installing and connecting the corresponding unit developed in the kit.

Сущность заявляемого электронного блока управления поясняется электрическими схемами рис.1 и рис.2. Основным элементом контроля и управления электронной схемой, а в итоге режимами и работой всего светильника, является программируемый микроконтроллер, микросхема DD1. Микросхема DD1 формирует широтно-импульсный модулированный сигнал, который с выхода 3 через резистор 5 поступает на управление ключем VT1, нагрузкой которого является первичная обмотка W1 импульсного трансформатора-преобразователя TR1. В эту же цепь включен токоизмерительный резистор R10, падение напряжения с него через интегрирующую цепочку R9, C5 поступает на вход аналого-цифрового преобразователя вход 4 микросхемы DD1. В зависимости от величины этого напряжения DD1 выдает соответствующий широтномодулированный импульсный код, то есть изменяет скважность выходных импульсов на выходе 3, тем самым обеспечивая поддержание заданий величины тока в обмотке W1. Мощные осветительные диоды VDS запитываются от вторичной обмотки W2 импульсного трансформатора TR1 через выпрямительные диоды VD10, VD11 и дроссель L2. Конденсатор С7 сглаживает пульсацию в цепи питания светодиодов. L1 барьерный сетевой фильтр, VD1-VD4 выпрямительный мост, а С1 и С2 сглаживающий фильтр питания блока управления. R1 ограничительный резистор стабилизатора напряжения питающего микросхему DA1. Конденсатор большой емкости С4 обеспечивает питание DD1 в течение нескольких секунд при отключении сети, задавая режим работы светильника. Фотодиод VD6 является датчиком освещенности внешнего фона. Датчик освещенности внешнего фона 4 работает следующим образом:The essence of the claimed electronic control unit is illustrated by electrical circuits of Fig. 1 and Fig. 2. The main element of control and management of the electronic circuit, and as a result, the modes and operation of the entire lamp, is a programmable microcontroller, DD1 chip. Microcircuit DD1 generates a pulse-width modulated signal, which from the output 3 through the resistor 5 is supplied to control the key VT1, the load of which is the primary winding W1 of the pulse transformer-converter TR1. The current measuring resistor R10 is included in the same circuit, the voltage drop from it through the integrating circuit R9, C5 is fed to the input of the analog-to-digital converter, input 4 of the DD1 chip. Depending on the magnitude of this voltage, DD1 generates a corresponding pulse-width modulated pulse code, that is, it changes the duty cycle of the output pulses at output 3, thereby ensuring the maintenance of the current magnitude in the winding W1. Powerful VDS lighting diodes are powered from the secondary winding W2 of the pulse transformer TR1 through rectifier diodes VD10, VD11 and inductor L2. Capacitor C7 smoothes the ripple in the power supply circuit of the LEDs. L1 barrier line filter, VD1-VD4 rectifier bridge, and C1 and C2 smoothing power supply filter of the control unit. R1 limiting resistor of the voltage regulator supplying the DA1 chip. The high-capacity capacitor C4 provides power to DD1 for several seconds when the network is turned off, setting the mode of operation of the lamp. Photodiode VD6 is an ambient light sensor. The ambient light sensor 4 works as follows:

- в случае светильник отключен - режим «ожидание», микросхема DD1 через заданный интервал времени проверяет величину напряжения на фотодиоде VD6 и при снижении до заданного порога (если это подтверждается заданное количество раз) DD1 выдает сигнал на управление ключем VT1 - светильник включается (если задана эта функция);- in the case the lamp is turned off - “standby” mode, the DD1 chip checks the voltage on the VD6 photodiode after a specified time interval and when it decreases to a specified threshold (if this is confirmed a specified number of times) DD1 gives a signal to control VT1 key - the lamp turns on (if specified this function);

- в случае светильник горит (включен) - микросхема DD1 так же через запрограммируемый интервал времени проверяет напряжение на входе 1 с фотодиода VD6, но перед этим на несколько десятых долей секунды (незаметно для глаз) отключает светильник. Если результаты нескольких замеров подтвердили достижения запрограммируемого порога - светильник отключается, переходя в режим «ожидание».- in the case the lamp is on (on) - the DD1 chip also checks the voltage at input 1 from the VD6 photodiode after a programmable time interval, but before that it turns off the lamp for a few tenths of a second (invisible to the eye). If the results of several measurements confirm the achievement of a programmable threshold, the lamp turns off, switching to "standby" mode.

Пороговый датчик температуры, терморезистор R4, работает подобным же образом за исключением того, что имеет два порога, при достижении первого - микросхема DD1 на выходе 3, изменяет скважность управляющих импульсов, переводя светильник в экономичный режим, снижая потребляемую мощность и световой поток, при достижении второго порога - светильник отключается. После охлаждения, вновь автоматически включается. Оптопара VU1 выдает информацию о наличии основного питании сети ≈220В в микроконтроллер DD1. VD7 двухцветный (красно-зеленый), является индикатором состояния встроенного аварийного аккумулятора (если он установлен). VD7 управляется с выходов 7 и 8 микросхемы DD1, которая после измерения напряжения на делителе R12, R13 входом 6 устанавливает состояние портов 7 и 8 соответствующее красному (аккумулятор разряжен) или состояние готов - зеленый. Так работает схема электронного блока управления. Далее идет описание работы схемы устанавливаемого (в случае необходимости) в светильник, и подключаемого к основному электронному блоку управления, блока аварийного освещения (при пропадании основного питания) с автоматически заряжаемым аккумулятором. Плата аварийного блока устанавливается в светильник в предусмотренное для него место.The threshold temperature sensor, the thermistor R4, works in the same way except that it has two thresholds, when the first is reached - the DD1 chip at output 3, changes the duty cycle of the control pulses, putting the lamp into economy mode, reducing power consumption and light flux, upon reaching second threshold - the lamp turns off. After cooling, it automatically turns on again. Optocoupler VU1 provides information on the presence of the main power supply of the network ≈220 V in the microcontroller DD1. VD7 two-color (red-green), is an indicator of the status of the built-in emergency battery (if installed). VD7 is controlled from outputs 7 and 8 of the DD1 chip, which, after measuring the voltage on the divider R12, R13 by input 6, sets the state of ports 7 and 8 corresponding to red (the battery is low) or the ready state is green. This is how the electronic control unit circuit works. The following is a description of the operation of the circuit installed (if necessary) in the lamp, and connected to the main electronic control unit, emergency lighting unit (in the event of a main power failure) with an automatically recharged battery. The emergency unit board is installed in the lamp in the place provided for it.

Работу схемы поясняет рис.2The operation of the circuit is illustrated in Fig. 2

DA2 является контроллером аккумулятора ВТ1 и следит за уровнем его зарядки и автоматически подзаряжает его, при необходимости от включенного и работающего основного блока, а именно, со вторичной обмотки TR1 W2 через выпрямительные диоды VD9, VD11 точки подсоединения А и В автоматическое срабатывание (включение) аварийного блока (при пропадании основной сети светильника) происходит следующим образом.DA2 is the VT1 battery controller and monitors its charge level and automatically recharges it, if necessary, from the main unit turned on and working, namely, from the secondary winding TR1 W2 through rectifier diodes VD9, VD11, connection points A and B, automatic operation (inclusion) of the emergency block (when the main network of the lamp disappears) occurs as follows.

Микросхема DD1 Рис.1 постоянно получает сигнал от оптопары VU1 на вход 9 о наличии основной сети ≈220 вольт. В случае пропадания сигнала с оптопары VU1, а режим «авария сети» включен, то DD1 переключается на управление с порта 5 через оптопару VU2 силовым ключем VT2 Рис.2 запитанным от встроенного аккумулятора ВТ1. Контроль тока в обмотке W1 трансформатора TR1 осуществляется микросхемой DD1 порт 10 Рис.1. Порт 1 микросхемы DD1 Рис.1 контролирует и управляет работой контроллера DA2 Рис.2.Microcircuit DD1 Fig. 1 constantly receives a signal from the optocoupler VU1 to input 9 about the presence of the main network ≈220 volts. In the event that the signal from the optocoupler VU1 disappears, and the “network failure” mode is turned on, DD1 switches to control from port 5 through the VU2 optocoupler using the VT2 power switch Fig.2, which is powered from the VT1 internal battery. Current control in the winding W1 of the transformer TR1 is carried out by the chip DD1 port 10 Fig. 1. Port 1 of the DD1 chip Fig. 1 monitors and controls the operation of the DA2 controller Fig. 2.

Режим работы задается выключателем S1 путем последовательного включения, за отведенное время - 2 сек., при первом включении задается режим полного потребления (яркости), если сразу же снова включить и выключить, будет задан дежурный режим с пониженным энергопотреблением, а если включить третий раз, задан режим аварийного освещения, срабатывающий при пропадании основной сети.The operation mode is set by switch S1 by sequential switching on, for the allotted time - 2 sec., At the first switching on, the mode of full consumption (brightness) is set, if you turn it on and off immediately again, the standby mode with reduced power consumption will be set, and if you turn it on a third time, the emergency lighting mode is set that is triggered when the main network disappears.

Claims

The electronic control unit for the LED lamp, containing a voltage converter, a current stabilizer, galvanic isolation of the LEDs with the input network, a protection complex, characterized in that the control unit is made on a programmable microcontroller and has modes remotely set by the switch via the power supply wires: main full power and standby energy-saving, by setting a given current by changing the duty cycle of the control pulses of these LEDs; emergency, provided by a built-in emergency lighting module due to an automatically charged battery; automatic, triggered by a given threshold of illumination of the external background from the built-in sensor.