WO2017209655A1 - Мощный светодиодный осветитель, управляемый контроллером - Google Patents
Мощный светодиодный осветитель, управляемый контроллером Download PDFInfo
- Publication number
- WO2017209655A1 WO2017209655A1 PCT/RU2017/000352 RU2017000352W WO2017209655A1 WO 2017209655 A1 WO2017209655 A1 WO 2017209655A1 RU 2017000352 W RU2017000352 W RU 2017000352W WO 2017209655 A1 WO2017209655 A1 WO 2017209655A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- leds
- voltage
- current
- light
- switch
- Prior art date
Links
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000008030 elimination Effects 0.000 abstract description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
- H05B45/10—Controlling the intensity of the light
Definitions
- the solution relates to lighting engineering and is intended for use as part of LED illuminators operating in a three-phase network.
- the power of this additional current source depends on the maximum voltage at the terminals of the current source and the total current of the LEDs. At the same time, the voltage at the terminals of the current source (its range) should be no less than the existing instability of the 3-phase mains voltage.
- the instability of the mains voltage is + 10-15% (25%)
- the range of variation of the IT voltage should be the same, but the non-zero initial IT voltage necessary for it to work should be added to it.
- the mains voltage after the rectifier is 540 + 15V
- the adaptive current source adjusts this way.
- the voltage at its outputs is that the total voltage, regardless of the mains voltage (within the specified limits) will always be constant and equal to:
- the technical result of the claimed solution is to increase the reliability of LED illuminators
- Powerful LED illuminator which includes the main source of constant voltage after rectification of a 3-phase network, a LED current stabilizer, at least two groups of LEDs, an electronic switch for the number of LEDs, an electronic LED current switch, a controller that controls the operation of the switches, characterized in that the array of LEDs is divided into at least 2 groups connected in series and one of the groups has outputs from each series-connected LED, which can Ut connect to the mains through the first switch, and the number of LEDs in series depends on the voltage of the main source, a current stabilizer having the ability to change the current of the LEDs depending on the position of the second switch and both switches are controlled by a controller that analyzes the voltage level of the main source synchronously, thus that changes the input voltage to s a certain value leads to a change in the number of LEDs turned on by the same voltage value, by first switching and simultaneously with a change in the number of LEDs, the current of the LEDs changes inversely with the change in the number of LEDs, by means of the second
- the voltage at the current source is used as a signal for the controller to work.
- a powerful LED illuminator can be equipped with an AC ripple compensator, connected in series with a group of LEDs.
- the illuminator can be equipped with a high-voltage optocoupler that controls the current source.
- FIG. 1 shows a diagram of the power supply of LEDs from a three-phase rectified voltage with a current source and compensators for changing the input voltage:
- U1 -main power source (from a rectifier of a 3-phase network) 4.
- Current stabilizer with the ability to adjust the current level
- the controller that controls the switches depending on the input voltage level.
- the device operates as follows:
- the controller 7 analyzes the state of the voltage at the u output of the rectifier and gives a signal to the switches P1a, P1b. Switch P1a sets (turns on)
- Switch P1b sets the required current of the LEDs through the current source.
- the number of LEDs changes in accordance with the range of input voltage - if the voltage decreases, it decreases
- the voltage at the rectifier circuit of the LEDs decreases by 1 LED, and the total current increases by 1.9% to compensate for the drop in luminous flux.
- the circuit can be implemented on a fully digital elemental base, not contain elements that reduce reliability (for example, electrolytic capacitors).
Landscapes
- Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
Abstract
Мощный светодиодный осветитель относится к светотехнике и предназначен для использования в составе светодиодных осветителей, работающих от трехфазной сети. Технический результат - повышение надежности светодиодных осветителей; снижение материалоемкости; повышения эффективности системы питания; исключение перекоса фаз. Светодиоды разделены, по меньшей мере, на 2 группы, включенные последовательно и одна из групп имеет выводы от каждого последовательно соединенного светодиода, которые могут подключаться к питающей сети посредством первого переключателя, а количество последовательно включенных светодиодов зависит от величины напряжения основного источника. Стабилизатор тока имеет возможность изменения тока светодиодов в зависимости от положения второго переключателя, и оба переключателя управляются контроллером, чтобы изменения входного напряжения на определенную величину приводили к изменению количества включенных светодиодов на ту же величину напряжения посредством первого переключателя. Одновременно с изменением количества светодиодов происходит изменение тока светодиодов обратно пропорционально изменению количества светодиодов посредством второго переключателя таким образом, что мощность, потребляемая светодиодами, а соответственно и световой поток, остаются постоянными.
Description
Мощный светодиодный осветитель, управляемый
контроллером
Область техники
Решение относится к светотехнике и предназначено для использования в составе светодиодных осветителей, работающих в трехфазной сети.
Уровень техники
Проверена идея, когда при соединении 2-х источников последовательно и согласно, один из источников является активным источником тока, а другой источником напряжения после выпрямления 3-х фазного сетевого напряжения.
Можно нагружать суммарное напряжение на светодиоды и иметь все преимущества мощного источника тока, имея достаточно маломощный дополнительный источник тока
(ИТ) . При этом мощность этого дополнительного источника тока зависит от максимального напряжения на выводах источника тока и общего тока светодиодов. В то же время напряжение на выводах источника тока (его диапазон) должен быть не меньше, чем имеющаяся нестабильность 3-х фазного сетевого напряжения.
Например, если нестабильность сетевого напряжения +10-15% (25%) , то диапазон изменения напряжения ИТ должен быть такой же, но к нему должно быть прибавлено ненулевое начальное напряжение ИТ, необходимое ему для работоспособности. Так если сетевое напряжение после выпрямителя равно 540 + 15V,TO диапазон изменения напряжения ИТ должен быть такой же (135V) , но для работы ему нужно некоторое начальное напряжение,
например Uo= 20V. Это означает, что напряжение ИТ
меняется от 20V до 155V, то есть его минимальная
мощность будет равна Pmin = 155М х I, где I - рабочий ток. Адаптивный источник тока так подстраивает
напряжение на своих выходах что общее напряжение, независимо от напряжения сети (в указанных пределах) будет всегда постоянным и равным:
иобщ = U max сети + U min ИТ = 540х 1,1 +20= 594В +20 = 614В
иобщ = U min сети + U max ИТ = 540х 0,85 + 155= 459
+155 = 614В
При этом мощность двух последовательных источников буде :
А мощность ИТ при U сети max РИТ min = 20 х I; при исети min РИТ max = 155 х I
Соответственно Робщ = Рсети + РИТ
Из этого следует вывод, что для создания источников любой мощности необходимо:
-набрать светодиодов на максимальное напряжение,
-выбрать ток для соответствующей мощности
Для уменьшения мощности дополнительного ИП (оставив общ. мощность постоянной), необходимо:
-снижать Uo ИТ
-уменьшать диапазон возможного изменения напряжения от выпрямителя .
Так если мы уменьшим диапазон изм. U до 540 + 5% то общее напряжение буде :
иобщ= 540 xl,05 +20 = 587 В, Δ U сети = U max - U min = 567-513 = 54В
РИТ max = (20 + = 741, вместо 155 х I (в
предыдущем случае)
Техническим результатом заявленного решения является повышение надежности светодиодных осветителей;
снижение материалоемкости; повышения эффективности системы питания; исключение перекоса фаз.
Раскрытие решения
Заявленное решение может быть охарактеризовано следующей совокупностью признаков:
Мощный светодиодный осветитель, включающий в себя основной источник постоянного напряжения после выпрямления 3-х фазной сети, стабилизатор тока светодиодов, по меньшей мере, две группы светодиодов, электронный переключатель количества светодиодов, электронный переключатель тока светодиодов, контроллер, управляющий работой переключателей, отличающийся тем, что массив светодиодов разделен, по меньшей мере, на 2 группы, включенные последовательно и одна из групп имеет выводы от каждого последовательно соединенного светодиода, которые могут подключаться к питающей сети посредством первого переключателя, а количество последовательно включенных светодиодов зависит от величины напряжения основного источника, стабилизатор тока, имеющий возможность изменения тока светодиодов в зависимости от положения второго переключателя и оба переключателя управляются контроллером, анализирующим уровень напряжения основного источника синхронно, таким образом, что изменения входного напряжения на з
определенную величину приводит к изменения количества включенных светодиодов на ту же величину напряжения, посредством первого переключения и одновременно с изменением количества светодиодов, происходит изменение тока светодиодов обратно пропорционально изменению количества светодиодов, посредством второго переключателя таким образом, что мощность, потребляемая светодиодами, а соответственно и световой поток остаются постоянным, независимо от изменения напряжения основного источника напряжения в заданных пределах, при этом изменение напряжения на светодиодах в процентах к исходному значению напряжения точно соответствует проценту изменения тока светодиодов.
В качестве сигнала для работы контроллера вместо напряжения основного источника напряжения, используется напряжение на источнике тока.
Мощный светодиодный осветитель может быть снабжен компенсатором пульсаций переменного тока, включенным последовательно с группой светодиодов.
Для возможности диммирования, осветитель может быть снабжен высоковольтным оптроном, управляющим источником тока .
На рис. 1 показана схема питания светодиодов от трехфазного выпрямленного напряжения с источником тока и компенсаторами изменения входного напряжения :
1. Dl...Dn - основная группа светодиодов
2. Dn+1 Dn + nl - группа светодиодов,
участвующая в компенсации изменения входного напряжения
3. U1 -основной источник мощности (от выпрямителя 3-х фазной сети)
4. Стабилизатор тока с возможностью регулировки уровня тока
5. П1а - переключатель количества работающих светодиодов
5 б . П1б - переключатель тЬка светодиодов
7. Контроллер, управляющий переключателями в зависимости от уровня входного напряжения.
Устройство работает следующим образом:
Контроллер 7 анализирует состояние напряжения на ю выходе выпрямителя и дает сигнал на переключатели П1а, П1б. Переключатель П1а устанавливает (включает)
количество светодиодов, соответствующее напряжению выпрямителя. Переключатель П1б устанавливает требуемый ток светодиодов через источник тока.
15 Общая мощность светодиодов и, соответственно,
световой поток всегда остаются примерно постоянными.
Необходимо иметь в виду, что для правильности работы схемы пульсации на выходе выпрямителя желательно иметь меньше, чем напряжение на ступени переключения
20 светодиодов.
Возможен вариант решения при котором можно уменьшить мощность источника тока, но получить расширенный
диапазон работоспособности источника питания, когда в пределах ± 5% работает схема с маломощным ИТ, а за
25 пределами этой зоны изменяется количество светодиодов в соответствии с диапазоном изменения входного напряжения - если напряжение уменьшается, то уменьшается
количество светодиодов, включенных в схему и наоборот.
Если в схему включены 12В светодиоды, то добавление зо или исключение одного светодиода будет приводить к
12 изменению напряжения (мощности) на 1.95% = 614г 100%.
Если добавить по три светодиода на уменьшение и
увеличение входного напряжения и сделать отводы от их точек соединения для включения и выключения данных светодиодов, то получим расширение диапазона рабочего напряжения на +4 х 1,9% = 5,7% и -4 xl,9% = -5,7%, а общий рабочий диапазон будет ± 10,7%.
При изменении рабочего напряжения и включении
(выключении) светодиодов одновременно происходит
увеличение (уменьшение) мощности осветителя, поэтому одновременно с изменением числа работающих светодиодов в источнике тока должен быть изменен рабочий ток в сторону обратную изменения светодиодов, ровно на ту же величину (если 1 светодиод, то ток изменяется на 1,9%). Иначе говоря, при увеличении напряжения на выпрямителе более чем на 1,9% выше зоны + 5% включается
дополнительный светодиод и автоматически ток
уменьшается на 1,9% и, наоборот, при уменьшении
напряжения на выпрямителе цепь светодиодов уменьшается на 1 светодиод, а общий ток увеличивается на 1,9% чтобы компенсировать падение светового потока.
Схема может быть реализована на полностью цифровой элементной базе, не содержать элементов, снижающих надежность (например, электролитических конденсаторов) .
Claims
1. Мощный осветитель на светодиодах, включающий в себя основной источник постоянного напряжения после выпрямления 3-х фазной сети, стабилизатор тока
светодиодов, по меньшей мере, две группы светодиодов, электронный переключатель количества светодиодов, электронный переключатель тока светодиодов, контроллер, управляющий работой переключателей, отличающийся тем, что массив светодиодов разделен, по меньшей мере, на 2 группы включенные последовательно и одна из групп имеет выводы от каждого последовательно соединенного светодиода, которые могут подключаться к питающей сети посредством первого переключателя, а количество
последовательно включенных светодиодов зависит от величины напряжения основного источника, стабилизатор тока, имеющий возможность изменения тока светодиодов в зависимости от положения второго переключателя и оба переключателя управляются контроллером, анализирующим уровень напряжения основного источника синхронно, таким образом, что изменения входного напряжения на
определенную величину приводит к изменения количества включенных светодиодов на ту же величину напряжения, посредством первого переключения и одновременно с
изменением количества светодиодов, происходит изменение тока светодиодов обратно пропорционально изменению количества светодиодов, посредством второго
переключателя таким образом, что мощность, потребляемая светодиодами, а соответственно и световой поток
остаются постоянным, независимо от изменения напряжения основного источника напряжения в заданных пределах, при этом изменение напряжения на светодиодах в процентах к исходному значению напряжения точно соответствует проценту изменения тока светодиодов.
2. Мощный осветитель по п.1, отличающийся тем, что в качестве сигнала для работы контроллера вместо
напряжения основного источника напряжения, используется напряжение на источнике тока.
3. Мощный осветитель по п.1 или 2, отличающийся тем, что последовательно с группой светодиодов включен компенсатор пульсаций переменного тока.
4. Мощный осветитель по п. 1 или 2, отличающийся тем, что содержит высоковольтный оптрон, управляющий источником тока.
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016122080 | 2016-06-03 | ||
| RU2016122080A RU2016122080A (ru) | 2016-06-03 | 2016-06-03 | Мощный светодиодный осветитель, управляемый контроллером |
| RU2016132124 | 2016-08-04 | ||
| RU2016132124 | 2016-08-04 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2017209655A1 true WO2017209655A1 (ru) | 2017-12-07 |
Family
ID=60477712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2017/000352 WO2017209655A1 (ru) | 2016-06-03 | 2017-05-25 | Мощный светодиодный осветитель, управляемый контроллером |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2017209655A1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080094000A1 (en) * | 2006-08-29 | 2008-04-24 | Kenji Yamamoto | Device and method for driving led |
| US20100134018A1 (en) * | 2008-11-30 | 2010-06-03 | Microsemi Corp. - Analog Mixed Signal Group Ltd. | Led string driver with light intensity responsive to input voltage |
| WO2013003332A2 (en) * | 2011-06-29 | 2013-01-03 | Chong Uk Lee | Led driving system and method and variable voltage input |
| RU131551U1 (ru) * | 2013-03-13 | 2013-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Тегас Электрик" | Осветительная система |
-
2017
- 2017-05-25 WO PCT/RU2017/000352 patent/WO2017209655A1/ru active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080094000A1 (en) * | 2006-08-29 | 2008-04-24 | Kenji Yamamoto | Device and method for driving led |
| US20100134018A1 (en) * | 2008-11-30 | 2010-06-03 | Microsemi Corp. - Analog Mixed Signal Group Ltd. | Led string driver with light intensity responsive to input voltage |
| WO2013003332A2 (en) * | 2011-06-29 | 2013-01-03 | Chong Uk Lee | Led driving system and method and variable voltage input |
| RU131551U1 (ru) * | 2013-03-13 | 2013-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Тегас Электрик" | Осветительная система |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ARTOBOLEVSKII I.I.: "Sovetskaia entsiklopediya", POLITEKHNICHESKII SLOVAR, 1976, Moscow, pages 331 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9374860B2 (en) | Lighting device | |
| US8816597B2 (en) | LED driving circuit | |
| CN102186283B (zh) | 一种可控硅调光电路、调光方法以及应用其的一种led驱动电路 | |
| US8044600B2 (en) | Brightness-adjustable LED driving circuit | |
| EP2542033A1 (en) | Led drive circuit | |
| WO2011065047A1 (ja) | Ｌｅｄ駆動電源装置及びｌｅｄ照明装置 | |
| EP3046396A1 (en) | Led ac drive circuit | |
| KR20110015662A (ko) | 엘이디 램프 | |
| WO2013108331A1 (ja) | ２線式調光スイッチ | |
| TW201603641A (zh) | 具備多級驅動階段和電壓/負載調整率控制之發光二極體照明裝置 | |
| CN103152932A (zh) | 一种可调光可调色温的led驱动电路 | |
| US9439256B2 (en) | Flicker-free lamp dimming-driver circuit for sequential LED bank control | |
| US9967938B2 (en) | Solid state light source device and dimming circuit thereof | |
| CA2788742C (en) | Lighting device with optical pulsation suppression by polyphase-driven electric energy | |
| KR100966339B1 (ko) | 조명 구동장치 | |
| KR20150017442A (ko) | Ｌｅｄ 조명기구 | |
| KR101267957B1 (ko) | Ｌｅｄ조명 제어장치 | |
| US20150084516A1 (en) | Led-based lighting apparatus with low flicker | |
| KR101279493B1 (ko) | 전원공급회로 | |
| KR101132408B1 (ko) | 엘이디 구동 장치 | |
| RU168349U1 (ru) | Мощный светодиодный осветитель, управляемый контроллером | |
| WO2017209655A1 (ru) | Мощный светодиодный осветитель, управляемый контроллером | |
| JP2023541074A (ja) | 負荷のためのドライバ、並びに対応する発光ダイオード（ｌｅｄ）ベースの照明デバイス及び方法 | |
| KR20130072952A (ko) | 블리드 회로, 이를 포함하는 조명 제어 회로, 조명 제어 방법 | |
| JP2011198673A (ja) | Ｌｅｄの調光方法及び調光装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 17807100 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 17807100 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |