RU64841U1 - LED LIGHT "ECON" - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для освещения помещений, таких, например, как читальные залы, библиотеки, книгохранилища и др. Светодиодный осветитель в базовом варианте содержит преобразователь напряжения, который через выпрямительный диодный мост и элемент для управления подачи энергии соединен, по меньшей мере, с одним светодиодом, включенный между выпрямительным диодным мостом и светодиодом емкостной фильтр, при этом параллельно к каждому светодиоду подключен конденсатор. Светодиодный осветитель дополнительно содержит аккумуляторную батарею, связанную со светодиодом через элемент для управления подачи энергии, дополнительный источник питания в виде фотоэлектрического преобразователя, связанного с аккумуляторной батареей и светодиодом через элемент для подачи энергии и элемент для контроля освещенности, служащий для контроля элемента для управления подачи энергии. Преобразователь напряжения выполнен из параллельно соединенных, по меньшей мере, одного шунтирующего резистора, по меньшей мере, одного конденсатора и, по меньшей мере, одного токоограничивающего резистора. Техническим результатом предложенной полезной модели является улучшение работы светодиодного осветителя, обеспечение стабилизации тока, протекающего через светодиоды, исключение скачков напряжения и пульсации.The utility model relates to devices for lighting rooms, such as reading rooms, libraries, bookstores, etc. The LED illuminator in the basic version contains a voltage converter, which is connected through at least a diode bridge and an element for controlling the energy supply to at least one LED connected between the rectifier diode bridge and the LED capacitive filter, with a capacitor connected in parallel to each LED. The LED illuminator further comprises a battery connected to the LED through the power supply control element, an additional power source in the form of a photovoltaic converter connected to the battery and the LED through the power supply element and an illumination control element for controlling the power supply control element . The voltage Converter is made of parallel connected at least one shunt resistor, at least one capacitor and at least one current-limiting resistor. The technical result of the proposed utility model is the improvement of the LED illuminator, the stabilization of the current flowing through the LEDs, the elimination of voltage surges and ripple.

Description

Светодиодный осветитель относится к устройствам для освещения помещений, таких, например, как читальные залы, библиотеки, книгохранилища и др.LED illuminator refers to devices for lighting rooms, such as, for example, reading rooms, libraries, bookstores, etc.

Известен светодиодный осветитель, содержащий понижающий преобразователь напряжения, выпрямительный диодный мост, элемент для управления подачи энергии, по меньшей мере, один светодиод, емкостной фильтр, аккумуляторную батарею со стабилизатором напряжения и фотоэлектрический преобразователь с элементом для контроля освещенности (см. RU 60293 от 10.01.2007).A known LED illuminator comprising a step-down voltage converter, a rectifier diode bridge, an element for controlling the supply of energy, at least one LED, a capacitive filter, a battery with a voltage stabilizer and a photoelectric converter with an element for controlling illumination (see RU 60293 from 10.01. 2007).

Техническим результатом предложенной полезной модели является улучшение работы светодиодного осветителя, обеспечение стабилизации тока, протекающего через светодиоды, исключение скачков напряжения и пульсации.The technical result of the proposed utility model is the improvement of the LED illuminator, the stabilization of the current flowing through the LEDs, the elimination of voltage surges and ripple.

Технический результат полезной модели достигается за счет выполнения светодиодного осветителя из преобразователя напряжения, который через выпрямительный диодный мост и элемент для управления подачи энергии соединен, по меньшей мере, с одним светодиодом, включенного между выпрямительным диодным мостом и светодиодом емкостного фильтра, при этом параллельно к каждому светодиоду подключен конденсатор.The technical result of the utility model is achieved through the implementation of an LED illuminator from a voltage converter, which is connected through at least one LED connected through a rectifier diode bridge and an element for controlling the energy supply between the rectifier diode bridge and the capacitive filter LED, parallel to each a capacitor is connected to the LED.

Кроме того, преобразователь напряжения выполнен из параллельно соединенных, по меньшей мере, одного шунтирующего резистора, по меньшей мере, одного конденсатора и, по меньшей мере, одного токоограничивающего резистора для снижения входного переменного сетевого напряжения до уровня, необходимого для питания источника света-светодиода (группы светодиодов).In addition, the voltage Converter is made of parallel connected at least one shunt resistor, at least one capacitor and at least one current-limiting resistor to reduce the input AC mains voltage to the level necessary to power the light source LED ( LED groups).

Кроме того, через элемент для управления подачи энергии со светодиодом может быть связана аккумуляторная батарея с параллельно подсоединенным к ней стабилизатором напряжения.In addition, a battery with a voltage regulator connected in parallel to it can be connected through an element for controlling the energy supply to the LED.

Кроме того, с аккумуляторной батареей и светодиодом через элемент для управления подачи энергии может быть связан фотоэлектрический преобразователь с элементом для контроля освещенности, служащим для контроля элемента для управления подачи энергии.In addition, a photoelectric converter may be connected to the battery and the LED through the power supply control element to the light control element for monitoring the power supply control element.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично показано соединение элементов светодиодного осветителя; на фиг.2, 3 - то же с дополнительными элементами электрической цепи; на фиг.4 - понижающий преобразователь напряжения.The utility model is illustrated by drawings, where Fig. 1 schematically shows the connection of elements of an LED illuminator; figure 2, 3 is the same with additional elements of the electric circuit; figure 4 - step-down voltage Converter.

Светодиодный осветитель в базовом варианте (фиг.1) содержит бестрансформаторный статический понижающий преобразователь 1 напряжения, состоящий из, по меньшей мере, одного конденсатора 2 с параллельно подключенным к нему, по меньшей мере, одним шунтирующим резистором 3 и, по меньшей мере, одного токоограничивающего резистора 4 (фиг.4), выполненный по схеме реактивного сопротивления с последующим выпрямлением тока и стабилизацией его уровня, последовательно соединенный с преобразователем 1 напряжения выпрямительный диодный мост 5, емкостной фильтр 6, параллельно установленный в цепь между выпрямительным диодным мостом 5 и светодиодом 7 (группой светодиодов), предназначенный для сглаживания низкочастотных пульсаций выпрямленного напряжения и устранения влияния нестабильности, всплесков или провалов питающего напряжения на режим работы светодиода 7, параллельно подключенный к каждому светодиоду 7 (группе светодиодов) конденсатор 8. В схему светодиодного осветителя после выпрямительного моста 5 введен элемент 9 для управления подачи энергии, служащий для обеспечения включения и выключения светодиода 7. Также в вариантном выполнении светодиодного осветителя (в аварийном и в аварийно-автономном) элемент 9 для управления подачи энергии служит для The LED illuminator in the basic version (Fig. 1) contains a transformer-free static step-down voltage converter 1, consisting of at least one capacitor 2 with at least one shunt resistor 3 and at least one current-limiting in parallel connected to it resistor 4 (figure 4), made according to the reactance circuit with subsequent rectification of the current and stabilization of its level, connected in series with the voltage converter 1 rectifier diode bridge 5, capacitive a filter 6, parallel mounted in the circuit between the rectifier diode bridge 5 and LED 7 (group of LEDs), designed to smooth out the low-frequency ripple of the rectified voltage and eliminate the influence of instability, surges or supply voltage dips on the operation mode of LED 7, connected in parallel to each LED 7 ( group of LEDs) capacitor 8. In the circuit of the LED illuminator after the rectifier bridge 5, an element 9 for controlling the energy supply is introduced, which serves to enable and off the LED 7. Also, in a variant implementation of an LED illuminator (emergency and emergency-off) for the control member 9 is used for power feeding

регулирования заряда и разряда связанной со светодиодом 7 через элемент 9 для управления подачи энергии аккумуляторной батареи 10 (фиг.2, 3), предназначенной для использования, преимущественно, в аварийных ситуациях.regulating the charge and discharge associated with the LED 7 through the element 9 to control the energy supply of the battery 10 (Fig.2, 3), intended for use, mainly in emergency situations.

В процессе работы светодиодного осветителя в аварийной ситуации электрическая энергия, поступающая от сети переменного тока, накапливается в аккумуляторной батарее 10 и, в случае аварийного отключения сетевого электропитания, изделие сохраняет работоспособность до момента полного допустимого разряда аккумуляторной батареи 10. Для обеспечения нормальной работы аккумуляторной батареи 10 (исключающей перезарядку) параллельно ей в схему включен стабилизатор 11 напряжения (фиг.2, 3).In the process of operation of the LED illuminator in an emergency, the electric energy coming from the alternating current network is accumulated in the battery 10 and, in the event of an emergency shutdown of the mains supply, the product remains operational until the battery is fully discharged 10. To ensure normal operation of the battery 10 (excluding recharging) parallel to it, a voltage stabilizer 11 is included in the circuit (FIGS. 2, 3).

В аварийно-автономном случае использования светодиодного осветителя с целью зарядки аккумуляторной батареи 10 в схему включен альтернативный источник энергии - фотоэлектрический преобразователь 12 (фиг.3), связанный с аккумуляторной батареей 10 и светодиодом 7 через элемент 9 для управления подачи энергии.In the emergency-autonomous case of using an LED illuminator to charge the battery 10, an alternative energy source is included in the circuit — a photoelectric converter 12 (FIG. 3) connected to the battery 10 and the LED 7 through the power supply control element 9.

В случае длительного отключения сетевого электропитания аккумуляторная батарея 10 получает дополнительное питание от фотоэлектрического преобразователя 12 в дневное время суток. Он устанавливается, преимущественно, за пределы помещения или располагается рядом со светодиодным осветителем в месте с достаточным освещением.In the case of a prolonged shutdown of the mains power supply, the battery 10 receives additional power from the photoelectric converter 12 in the daytime. It is installed mainly outside the room or is located next to the LED illuminator in a place with sufficient lighting.

Также в схему параллельно фотоэлектрическому преобразователю 12 введен элемент 13 для контроля освещенности (фиг.3), связанный с элементом 9 для управления подачи энергии и служащий для его контроля. При снижении освещенности (снижении напряжения на фотоэлектрическом преобразователе 12 ниже заданного порогового значения) прекращается протекание тока через элемент 13 для контроля освещенности, что приводит к включению светодиодного осветителя. При возобновлении протекания тока Also in the circuit parallel to the photoelectric converter 12, an element 13 for controlling illumination (FIG. 3) is introduced, connected to the element 9 for controlling the energy supply and serving to control it. With a decrease in illumination (lowering the voltage at the photoelectric converter 12 below a predetermined threshold value), the flow of current through the element 13 for controlling illumination stops, which leads to the inclusion of an LED illuminator. With the resumption of current flow

через элемент 13 для контроля освещенности - повышение освещенности (повышение напряжения на фотоэлектрическом преобразователе 12 выше заданного порогового значения) производится автоматическое выключение светодиодного осветителя. В качестве элемента 13 для контроля освещенности может служить, например, параметрический стабилизатор напряжения, введенный в цепь фотоэлектрического преобразователя 12.through the light control element 13 — illumination increase (voltage increase on the photoelectric converter 12 above a predetermined threshold value) the LED illuminator is automatically turned off. As an element 13 for controlling illumination, for example, a parametric voltage stabilizer introduced into the circuit of the photoelectric converter 12 can serve.

За счет параллельного подключения к каждому светодиоду 7 конденсатора 8 повышается срок службы светодиодного осветителя, улучшается его работа, обеспечивается стабилизация тока, протекающего через светодиод 7 (группу светодиодов), исключается возможность скачков напряжения и пульсаций, отрицательно влияющих на работу светодиода 7. Конденсатор 8 выравнивает действие нестабильности питающей сети на каждый из светодиодов в последовательно соединенной цепи, т.к. у светодиодов разные вольт-амперные характеристики и действие нестабильности питающей сети со временем приводит к уменьшению светового потока отдельно взятых светодиодов, а, в итоге, к уменьшению светового потока всей цепочки в целом. Цепочка последовательно соединенных светодиодов с подключенным параллельно к каждому из них конденсатором 8 не реагирует на скачки напряжения и пульсации, служит дольше и не требует сложных систем стабилизации питающего напряжения и тока, также потребляющих при их применении значительный ток. Благодаря введению в схему емкостного фильтра 6, понижающего преобразователя напряжения 1 на основе реактивного сопротивления, состоящего из конденсатора 2, шунтирующего разрядного резистора 3, и токоограничивающего резистора 4 срок службы светодиодного осветителя соответствует времени свечения светодиода 7 при необходимом заданном токе - около 100000 часов.Due to the parallel connection to each LED 7 of the capacitor 8, the life of the LED illuminator is increased, its operation is improved, the current flowing through the LED 7 (a group of LEDs) is stabilized, the possibility of surges and ripples negatively affecting the operation of the LED 7 is eliminated. The capacitor 8 aligns the effect of instability of the supply network on each of the LEDs in a series-connected circuit, because LEDs have different current-voltage characteristics and the effect of instability of the supply network with time leads to a decrease in the luminous flux of individual LEDs, and, as a result, to a decrease in the luminous flux of the entire chain as a whole. A chain of series-connected LEDs with a capacitor 8 connected in parallel to each of them does not respond to voltage surges and ripples, lasts longer and does not require complex stabilization systems of the supply voltage and current, which also consume significant current when applied. Due to the introduction of a capacitive filter 6 into the circuit, a step-down voltage converter 1 based on reactance, consisting of a capacitor 2, a shunt discharge resistor 3, and a current-limiting resistor 4, the life of the LED illuminator corresponds to the luminescence time of the LED 7 at the required set current - about 100,000 hours.

Поступающее на светодиод 7 (группу светодиодов) напряжение вычисляется как разность между входным сетевым переменным напряжением и падением напряжения на реактивном сопротивлении. При The voltage supplied to LED 7 (group of LEDs) is calculated as the difference between the input mains voltage and the voltage drop across the reactance. At

этом потери активной мощности на реактивном сопротивлении и, соответственно, его нагрев практически равны нулю. Тем самым достигается преобразование уровня напряжения с высоким КПД. При увеличении или уменьшении тока, протекающего через реактивное сопротивление, падение напряжения на реактивном сопротивлении увеличивается или уменьшается, при этом обеспечивается стабилизация тока через светодиоды 7 и, соответственно, стабилизация яркости их свечения.this loss of active power on the reactance and, accordingly, its heating is almost zero. Thus, the conversion of the voltage level with high efficiency is achieved. When increasing or decreasing the current flowing through the reactance, the voltage drop across the reactance increases or decreases, while stabilizing the current through the LEDs 7 and, accordingly, stabilizing the brightness of their glow.

Также возможно использование светодиодного осветителя в качестве электробезопасного аварийного осветителя за счет введения в схему питания светодиода аккумуляторной батареи 10 со стабилизатором напряжения 11 и фотоэлектрического преобразователя 12 с элементом для контроля освещенности 13.It is also possible to use a LED illuminator as an electrically safe emergency illuminator due to the introduction of a battery 10 with a voltage stabilizer 11 and a photoelectric converter 12 with an element for lighting control 13 into the power supply circuit of the LED.

Применение светодиодного осветителя с вышеперечисленными признаками позволяет значительно снизить энергозатраты на освещение, существенно понизить мощность и стоимость электроподводящих систем и проводов и ослабить нагрузки на уже существующие электросистемы, тем самым, снизив возможную аварийность при перегрузках. Также благодаря отсутствию в спектре свечения светодиодов 7 ультрафиолетового и инфракрасного излучения светодиодный осветитель незаменим для освещения читальных залов, библиотек, книгохранилищ и хранилищ других ценностей, где присутствие ультрафиолетового и инфракрасного излучения недопустимо.The use of an LED illuminator with the above characteristics can significantly reduce the energy consumption for lighting, significantly reduce the power and cost of power supply systems and wires and reduce the load on existing electrical systems, thereby reducing the potential for accidents during overloads. Also, due to the absence of ultraviolet and infrared radiation in the emission spectrum of LEDs 7, an LED illuminator is indispensable for illuminating reading rooms, libraries, bookstores and other valuables where the presence of ultraviolet and infrared radiation is unacceptable.

Claims (4)

1. Светодиодный осветитель, содержащий преобразователь напряжения, который через выпрямительный диодный мост и элемент для управления подачи энергии соединен, по меньшей мере, с одним светодиодом, включенный между выпрямительным диодным мостом и светодиодом емкостной фильтр, отличающийся тем, что параллельно к каждому светодиоду подключен конденсатор.1. An LED illuminator comprising a voltage converter, which is connected through at least one LED through a rectifier diode bridge and an energy supply control element, a capacitive filter connected between the rectifier diode bridge and the LED, characterized in that a capacitor is connected in parallel to each LED . 2. Светодиодный осветитель по п.1, отличающийся тем, что преобразователь напряжения выполнен из параллельно соединенных, по меньшей мере, одного шунтирующего резистора, по меньшей мере, одного конденсатора и, по меньшей мере, одного токоограничивающего резистора.2. The LED illuminator according to claim 1, characterized in that the voltage converter is made of at least one shunt resistor, at least one capacitor and at least one current-limiting resistor connected in parallel. 3. Светодиодный осветитель по п.1, отличающийся тем, что через элемент для управления подачи энергии со светодиодом связана аккумуляторная батарея с параллельно подсоединенным к ней стабилизатором напряжения.3. The LED illuminator according to claim 1, characterized in that a battery with a voltage regulator connected in parallel to it is connected through an element for controlling the energy supply to the LED. 4. Светодиодный осветитель по п.1 или 3, отличающийся тем, что с аккумуляторной батареей и светодиодом через элемент для управления подачи энергии связан фотоэлектрический преобразователь с элементом для контроля освещенности, служащим для контроля элемента для управления подачи энергии.

4. The LED illuminator according to claim 1 or 3, characterized in that a photovoltaic converter is connected to the battery and the LED through an element for controlling the supply of energy, and an element for controlling the illumination serving to control the element for controlling the supply of energy.