WO2011152761A1 - Источник света светодиодный - Google Patents

Источник света светодиодный Download PDF

Info

Publication number
WO2011152761A1
WO2011152761A1 PCT/RU2011/000370 RU2011000370W WO2011152761A1 WO 2011152761 A1 WO2011152761 A1 WO 2011152761A1 RU 2011000370 W RU2011000370 W RU 2011000370W WO 2011152761 A1 WO2011152761 A1 WO 2011152761A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
leds
light source
voltage
output
led
Prior art date
Application number
PCT/RU2011/000370
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Игорь Валерьевич ВОРОШИЛОВ
Александр Павлович БОГДАНОВ
Original Assignee
Voroshilov Igor Valerievich
Bogdanov Aleksandr Pavlovich
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 Voroshilov Igor Valerievich, Bogdanov Aleksandr Pavlovich filed Critical Voroshilov Igor Valerievich
Publication of WO2011152761A1 publication Critical patent/WO2011152761A1/ru

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/40—Details of LED load circuits
    • H05B45/44—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

Definitions

  • the claimed technical solution relates to electrical light sources, and in particular to electrical circuits of light sources on light-emitting diodes (LEDs).
  • LEDs light-emitting diodes
  • the source according to the RF patent for utility model Ne 93611 (IPC ⁇ 05 ⁇ 37/00, April 2010 [1]) is known, characterized in that it contains a rectifying diode bridge, in parallel with which a capacitive filter is connected, the output which is connected to the input of the step-down voltage converter, made in the form of a three-output positive voltage stabilizer, for example in the form of an LM317T microcircuit or its analogs, and the output of the voltage converter through the element for controlling the energy supply to the follower but is connected to at least one LED, the control input of the voltage converter being connected between the power supply control element and the LED.
  • a rectifying diode bridge in parallel with which a capacitive filter is connected
  • the output which is connected to the input of the step-down voltage converter, made in the form of a three-output positive voltage stabilizer, for example in the form of an LM317T microcircuit or its analogs
  • the output of the voltage converter through the element for controlling the energy supply to
  • the disadvantage of this device is the presence of a capacitive filter, which leads to an increase in the time the light source is turned on and off relative to the moment the power is turned on and off.
  • Another drawback is the arbitrariness of the LEDs, which in the case of several parallel-connected LEDs or LED circuits, due to the difference in the electrical parameters of the LEDs, can lead to different currents passing through the various mentioned circuits, and, consequently, to different illumination of the LEDs.
  • An arbitrary choice of the number of LEDs can lead to a large voltage drop on the step-down voltage converter, which will lead to a decrease in the efficiency of the light source and increased heating of the said converter.
  • the specified LED light source is the combination of essential features the closest device of the same purpose to the claimed technical solution. Therefore, it is adopted as a prototype of the claimed technical solution.
  • the technical problem to which the claimed technical solution is directed is to provide the possibility of using a light source in systems that are sensitive to the on and off times relative to the time of power supply while ensuring an increase in the efficiency of the light source.
  • the technical result provided by the claimed technical solution is to reduce the time on and off the light source relative to the time of power supply, increase efficiency and lower operating temperature.
  • the LED light source contains a rectifier diode bridge, to the output of which LEDs are connected, in series with which a current stabilizer is connected.
  • the current stabilizer comprises a voltage stabilizer, the output of which is connected to the first output of the resistor, the second output of which is the output of the current stabilizer and connected to the control input of the voltage stabilizer.
  • the LEDs are interconnected in series, and the number of LEDs N is selected from the range
  • Upow is the peak value of the supply voltage
  • N the number of LEDs N so that it is the maximum integer from the range (Up 0W -Ust min) / ULED>N> (U p0 wU s t max) /
  • a current stabilizer can be connected to open a serial circuit between any pair of adjacent LEDs.
  • FIG. 1 and 2 shows examples of the electrical circuit of the inventive light source.
  • the LED light source (Fig. 1) contains a rectifier diode bridge 1, the power poles of which are designed to connect to a power source, mainly AC, and the load poles are connected to series-connected current stabilizer 2 and N with the same LEDs 3.
  • the current stabilizer 2 contains the poles of the input and output.
  • the current stabilizer is made in the form of a voltage stabilizer 4, the input of which is the input pole of the current stabilizer 2, and the output is connected through a resistor 5 to the output pole of the current stabilizer 1.
  • the regulating input of the voltage stabilizer 4 is connected to the output pole of the current stabilizer 2.
  • the number N of LEDs 3 is determined so that it is an integer from the range
  • Upow is the peak value of the supply voltage
  • An example relates to a light source for connecting an alternating voltage of 220 V to the public utility network.
  • the number N of LEDs 3 is selected from the range
  • the current stabilizer 2 is included in the gap of the serial circuit of the LEDs 3 between any pair of LEDs 3 (Fig. 2).
  • the implementation of the structural elements of the claimed technical solution is not limited to the above examples.
  • the inventive light source LED operates as follows. When power is applied to the power poles of the rectifier diode bridge 1, a current of one direction occurs at its load poles. In this case, the current stabilizer 2 seeks to maintain a constant current flowing through the circuit, which leads to a constant glow of the LEDs 3.
  • the absence of capacitive filters in the circuit of the inventive light source provides for quick on and off LEDs relative to the moment of power supply.
  • the current flowing in the LED circuit 3 does not stabilize at every moment of time, but only when the voltage drop across the current stabilizer 2 falls into its operating range of such voltages. This leads to a blinking of the LEDs 3.
  • the duty cycle of such blinking is the smaller, the less time during which the voltage drop across the current stabilizer 2 is less than the minimum allowable value of such a voltage. This is achieved either by increasing the operating voltage drop across the current stabilizer 2, or by selecting a current stabilizer 2 with a small value of the lower boundary of the operating voltage.
  • the first option associated with an increase in the voltage drop across the current stabilizer 2 leads to an increase in the operating temperature of the light source. The authors found that it is optimal to calculate the light source so that the operating voltage drop across the current stabilizer does not exceed 25% of its maximum value.
  • the claimed technical result "reducing the time the light source is turned on and off relative to the moment of power supply, increasing the efficiency and lowering the operating temperature” is achieved due to the fact that the LED light source contains a rectifier diode bridge, to the output of which LEDs are connected, in series with which a current stabilizer is connected.
  • the current stabilizer comprises a voltage stabilizer, the output of which is connected to the first output of the resistor, the second output of which is the output of the current stabilizer and connected to the control input of the voltage stabilizer.
  • the LEDs are interconnected in series, and the number of LEDs N is selected from the range (Upow-Ust min) / ULED>N> (Upow-Ust max) / U
  • Upow is the peak value of the supply voltage
  • the inventive LED light source is implemented using industrially produced devices, can be assembled at any electrical enterprise and will find wide application in the field of electrical light sources.

Landscapes

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

Abstract

Заявляемое техническое решение относится к электрическим источникам света, а именно к электрическим схемам источников света на светоизлучающих диодах (светодиодах). Достигается снижение времени включения и выключения источника света относительно момента подачи питания, повышение КПД и снижение рабочей температуры. Источник света светодиодный содержит выпрямительный диодный мост, к выходу которого подключены светодиоды, последовательно которым подключен стабилизатор тока. При этом стабилизатор тока содержит стабилизатор напряжения, выход которого соединен с первым выводом резистора, второй вывод которого является выходом стабилизатора тока и соединен с управляющим входом упомянутого стабилизатора напряжения. При этом светодиоды соединены между собой последовательно, а количество светодиодов N выбирается из диапазона (Upow-Ust min) / ULED > N > (Upow-Ust max) / ULED где Upow - пиковое значение напряжения питания; Ust max - максимальное рабочее напряжение стабилизатора тока; Ust min - минимальное рабочее напряжение стабилизатора тока; ULED - рабочее напряжение каждого из светодиодов.

Description

Источник света светодиодный
Область техники.
Заявляемое техническое решение относится к электрическим источникам света, а именно к электрическим схемам источников света на светоизлучающих диодах (светодиодах).
Предшествующий уровень техники.
Среди светодиодных источников света известен, например, источник по патенту РФ на полезную модель Ne 93611 (МПК Н05В 37/00, апрель 2010 г. [1]), характеризующийся тем, что он содержит выпрямительный диодный мост, параллельно которому подключен емкостный фильтр, выход которого подключен ко входу понижающего преобразователя напряжения, выполненного в виде трехвыводного стабилизатора положительного напряжения, например в виде микросхемы LM317T или ее аналогов, а выход преобразователя напряжения через элемент для управления подачи энергии последовательно соединен, по меньшей мере, с одним светодиодом, при этом регулирующий вход преобразователя напряжения подключен между элементом для управления подачи энергии и светодиодом.
Недостатком указанного устройства является наличие емкостного фильтра, приводящего к увеличению времени включения и выключения источника света относительно момента включения и выключения питания. Другим недостатком является произвольность включения светодиодов, что в случае наличия нескольких параллельно включенных светодиодов или светодиодных цепочек благодаря различию электрических параметров светодиодов может приводить к разному току, проходящему по разным упомянутым цепочкам, и, следовательно, к разному свечению светодиодов. Произвольный выбор количества светодиодов может приводить к большому падению напряжения на понижающем преобразователе напряжения, что будет приводить к снижению КПД источника света и повышенному нагреву упомянутого преобразователя.
Указанный светодиодный источник света является по совокупности существенных признаков наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому техническому решению. Поэтому он принят в качестве прототипа заявляемого технического решения.
Раскрытие изобретения. Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является обеспечение возможности использования источника света в системах, чувствительных к времени включения и выключения относительно момента подачи питания с одновременным обеспечением повышения КПД источника света.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым техническим решением, является снижение времени включения и выключения источника света относительно момента подачи питания, повышение КПД и снижение рабочей температуры.
Сущность изобретения состоит в том, что источник света светодиодный содержит выпрямительный диодный мост, к выходу которого подключены светодиоды, последовательно которым подключен стабилизатор тока. При этом стабилизатор тока содержит стабилизатор напряжения, выход которого соединен с первым выводом резистора, второй вывод которого является выходом стабилизатора тока и соединен с управляющим входом упомянутого стабилизатора напряжения. При этом светодиоды соединены между собой последовательно, а количество светодиодов N выбирается из диапазона
(Upow-Ust min) / ULED > N > (Upow-U st max ) / ULED
где Upow - пиковое значение напряжения питания;
Ust max - максимальное рабочее напряжение стабилизатора тока;
Ust min - минимальное рабочее напряжение стабилизатора тока;
ULED - рабочее напряжение каждого из светодиодов.
Целесообразно выбирать количество светодиодов N таким, чтобы оно было максимальным целым числом из диапазона (Up0W-Ust min) / ULED > N > (Up0w-Ust max) /
Стабилизатор тока может быть подключен в разрыв последовательной цепи между любой парой смежных светодиодов.
Краткое описание чертежей.
На фигурах 1 и 2 показаны примеры электрической схемы заявляемого источника света.
Варианты осуществления изобретения.
Источник света светодиодный (фиг. 1) содержит выпрямительный диодный мост 1, полюсы питания которого предназначены для соединения с источником питания, преимущественно переменного тока, а полюсы нагрузки соединены с последовательно соединенными стабилизатором тока 2 и N одинаковыми светодиодами 3.
Стабилизатор тока 2 содержит полюсы входа и выхода. Стабилизатор тока выполнен в виде стабилизатора напряжения 4, вход которого является полюсом входа стабилизатора тока 2, а выход соединен через резистор 5 с полюсом выхода стабилизатора тока 1. При этом регулирующий вход стабилизатора напряжения 4 подключен к полюсу выхода стабилизатора тока 2.
Количество N светодиодов 3 определяется таким, чтобы оно было целым числом из диапазона
(Upow Ust min) / ULED > N > (Upow - U st max ) / ULED,
где Upow - пиковое значение напряжения питания;
Ust max - максимальное рабочее напряжение стабилизатора тока;
Ust min - минимальное рабочее напряжение стабилизатора тока;
ULED - рабочее напряжение каждого из светодиодов.
Целесообразно количество N светодиодов 3 выбирать как можно большим числом из указанного выше диапазона.
Примеры конкретного выполнения.
Пример 1.
Пример относится к источнику света для включения в электрическую сеть общего пользования переменного напряжения 220 В. Пиковое напряжение в указанной сети Upow = 220 * 2т ~ 310 В.
Стабилизатор напряжения 4 выполнен в виде микросхемы КР142ЕН12 (Журнал РАДИО N 8. 1993 г. с.41-42 [2]) или микросхемы LM317 производства компании National Semiconductor Corporation (www.national.com [3]) с рабочим падением напряжения от Ust min = 3 В до Ust max = 40 В.
Светодиоды 3 выполнены в виде светодиодов EZ400 производства компании Cree Inc., г. Дарем, Англия (www.cree.com [4]) с рабочим напряжением ULED = 3 В. .
Количество N светодиодов 3 выбирается из диапазона
(310-40)/3=90 < N < (310-3)/3=102.
Пример 2.
С целью упрощения схемы разводки печатной платы источника света стабилизатор тока 2 включен в разрыв последовательной цепи светодиодов 3 между любой парой светодиодов 3 (фиг. 2). Реализация конструктивных элементов заявляемого технического решения не ограничивается приведенными выше примерами.
Заявляемый источник света светодиодный работает следующим образом. При подаче питания на полюсы питания выпрямительного диодного моста 1 на его полюсах нагрузки возникает ток одного направления. При этом стабилизатор тока 2 стремится поддерживать постоянным протекающий по цепи ток, что приводит к постоянному свечению светодиодов 3. Отсутствие в схеме заявляемого источника света емкостных фильтров обеспечивает быстрое включение и выключение светодиодов относительно момента подачи питания.
При подаче переменного напряжения на полюсы питания на практике величина тока, протекающего в цепи светодиодов 3, стабилизируется не в каждый момент времени, а только тогда, когда падение напряжения на стабилизаторе тока 2 входит в его рабочий диапазон таких напряжений. Это приводит к миганию светодиодов 3. Скважность такого мигания тем меньше, чем меньше время, в течение которого падение напряжения на стабилизаторе тока 2 меньше минимально допустимого значения такого напряжения. Указанное достигается либо увеличением рабочего падения напряжения на стабилизаторе тока 2, либо выбором стабилизатора тока 2 с малым значением нижней границы рабочего напряжения. Однако, первый вариант, связанный с увеличением падения напряжения на стабилизаторе тока 2, ведет к повышению рабочей температуры источника света. Авторами установлено, что оптимальным является расчет источника света таким образом, чтобы рабочее падение напряжения на стабилизаторе тока не превышало 25% его максимального значения.
Таким образом, из вышеизложенного следует, что в заявляемом техническом решении заявляемый технический результат: «снижение времени включения и выключения источника света относительно момента подачи питания, повышение КПД и снижение рабочей температуры» достигается за счет того, что источник света светодиодный содержит выпрямительный диодный мост, к выходу которого подключены светодиоды, последовательно которым подключен стабилизатор тока. При этом стабилизатор тока содержит стабилизатор напряжения, выход которого соединен с первым выводом резистора, второй вывод которого является выходом стабилизатора тока и соединен с управляющим входом упомянутого стабилизатора напряжения. При этом светодиоды соединены между собой последовательно, а количество светодиодов N выбирается из диапазона (Upow-Ust min) / ULED > N > (Upow-Ust max) / U|_ED
где Upow - пиковое значение напряжения питания;
Ust max - максимальное рабочее напряжение стабилизатора тока;
Ust min - минимальное рабочее напряжение стабилизатора тока;
ULED - рабочее напряжение каждого из светодиодов.
Промышленная применимость.
Заявляемый источник света светодиодный реализован с применением промышленно выпускаемых устройств, может быть собран на любом электротехническом предприятии и найдет широкое применение в области электрических источников света.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ.
1. Патент РФ на полезную модель N2 93611, МПК Н05В 37/00, апрель 2010 г.
2. Журнал РАДИО N 8. 1993 г. с.41-42.
3. Интернет-ресурс www.national.com.
4. Интернет-ресурс www.cree.com.

Claims

Формула изобретения Источник света светодиодный
1. Источник света светодиодный, содержащий выпрямительный диодный мост, к выходу которого подключены светодиоды, последовательно которым подключен стабилизатор тока, содержащий стабилизатор напряжения, выход которого соединен с первым выводом резистора, второй вывод которого является выходом стабилизатора тока и соединен с управляющим входом упомянутого стабилизатора напряжения, отличающийся тем, что светодиоды соединены между собой последовательно, а количество светодиодов N выбирается из диапазона
(UpowUst min) / UUED > N > (Upow-U st max ) / ULED
где Upow - пиковое значение напряжения питания;
Ust max - максимальное рабочее напряжение стабилизатора тока;
Ust min - минимальное рабочее напряжение стабилизатора тока;
ULED - рабочее напряжение каждого из светодиодов.
2. Источник света светодиодный по п. 1, отличающийся тем, что количество светодиодов N выбирается так, чтобы оно было максимальным целым числом из диапазона (UPow-Ust min) / ULED > N > (Upow-Ust max) / ULED.
3. Источник света светодиодный по п. 1, отличающийся тем, что стабилизатор тока подключен в разрыв последовательной цепи между парой смежных светодиодов.
PCT/RU2011/000370 2010-05-31 2011-05-26 Источник света светодиодный WO2011152761A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010122106 2010-05-31
RU2010122106 2010-05-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011152761A1 true WO2011152761A1 (ru) 2011-12-08

Family

ID=45066961

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2011/000370 WO2011152761A1 (ru) 2010-05-31 2011-05-26 Источник света светодиодный

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2011152761A1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU59201U1 (ru) * 2006-09-04 2006-12-10 Алексей Владимирович Герасименко Электрическое осветительное устройство
RU80298U1 (ru) * 2008-08-18 2009-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "МАШИНЕРИЯ" Светильник светодиодный
CN201374836Y (zh) * 2009-02-12 2009-12-30 杭州五联照明科技有限公司 节能型led灯专用电源
CN201435845Y (zh) * 2009-06-10 2010-03-31 中国航天科技集团公司第九研究院第七七一研究所 一种高功率因数led灯具电路
RU93611U1 (ru) * 2009-10-07 2010-04-27 Закрытое акционерное общество "УРАЛЬСКИЙ ПРОЕКТ" Светодиодный источник света

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU59201U1 (ru) * 2006-09-04 2006-12-10 Алексей Владимирович Герасименко Электрическое осветительное устройство
RU80298U1 (ru) * 2008-08-18 2009-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "МАШИНЕРИЯ" Светильник светодиодный
CN201374836Y (zh) * 2009-02-12 2009-12-30 杭州五联照明科技有限公司 节能型led灯专用电源
CN201435845Y (zh) * 2009-06-10 2010-03-31 中国航天科技集团公司第九研究院第七七一研究所 一种高功率因数led灯具电路
RU93611U1 (ru) * 2009-10-07 2010-04-27 Закрытое акционерное общество "УРАЛЬСКИЙ ПРОЕКТ" Светодиодный источник света

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2638958C2 (ru) Схемное устройство и сид лампа, содержащая это схемное устройство
US8749174B2 (en) Load current management circuit
CN102647827B (zh) 照明装置
US9167648B2 (en) Lighting device and luminaire
RU2607464C2 (ru) Схема управления яркостью светодиодного модуля с прямым питанием переменным током
KR102085725B1 (ko) 발광 다이오드 조명 장치 및 그의 제어 방법
JP2014216310A (ja) 変動電源による調光制御回路
JP2011065980A (ja) 光源を駆動するためのシステム及び方法
US10299331B2 (en) LED retrofit driver circuit and method of operating the same
TW201637517A (zh) 具同步脈衝寬度調變調光控制之二極體照明裝置
RU99593U1 (ru) Источник света светодиодный
TW201440576A (zh) 發光元件電源供應電路與用於其中之減幅電路及其驅動方法
JP2013065487A (ja) Ｌｅｄ点灯装置
TWI576008B (zh) 低頻閃發光二極體照明裝置
Shaowu et al. Primary side control circuit of a flyback converter for HBLED
US10362659B2 (en) Illumination control system, lighting system, illumination system, non-transitory recording medium, and illumination control method
KR101082150B1 (ko) 발광다이오드 구동장치
CN104023445B (zh) 一种led驱动电路
KR20110104337A (ko) 고조파 감쇄 기능을 갖는 단방향 ｌｅｄ모듈 장치
CN107135569B (zh) 用于照明装置的控制电路
KR101267957B1 (ko) Ｌｅｄ조명 제어장치
JP2012243498A (ja) Ｌｅｄ電球
WO2011152761A1 (ru) Источник света светодиодный
CN210781469U (zh) 一种用于抑制发光二极管低频纹波电流的电路
JP7029353B2 (ja) 照明用電源装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11790071

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11790071

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1