Светоизлучающее устройство
Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована при проектировании светоизлучающих приборов, в конструкции которых задействованы энергосберегающие светодиодные модули. Устройство содержит светодиодный модуль 1, выводы питания которого присоединены к выходу источника электропитания постоянного тока ограниченной величины, выполненного по схеме автогенератора с токовой обратной связью. Светодиодный модуль 1 состоит из одной либо нескольких параллельных ветвей последовательно соединенных светодиодов. В состав автогенератора входят два согласно -последовательно соединенных управляемых ключа 2 и 3, подключенных входным выводам устройства. К точке соединения ключей 2 и 3 подключен первый вывод цепи переменного тока, состоящей из первой обмотки 5 токового трансформатора и токоограничивающего дросселя 6. Второй вывод цепи подключен к первому входному выводу мостового выпрямителя 7, второй входной вывод которого через разделительные конденсаторы 8 и 9 связан с входными выводами. Выходные выводы выпрямителя 7 предназначены для подключения светодиодного модуля 1. Стабилизация токового режима модуля осуществляется за счет ограничения дросселем 6 тока выходной цепи переменного тока автогенератора при его работе на фиксированной частоте. В установившемся режиме через дроссель 6 течет переменный ток симметричной близкой к синусоидальной формы, при которой отсутствует постоянная составляющая его тока. Работа дросселя без постоянного подмагничивания обуславливает оптимальные масса-габаритные показатели устройства, а выполнение источника питания по схеме автогенератора - его минимальную себестоимость, что является техническим результатом полезной модели. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована при проектировании светоизлучающих приборов широкого назначения, например, светодиодных ламп;- либо инфракрасные устройств подсветки, в конструкции которых задействованы энергосберегающие светодиодные модули.
Известно устройство освещения, содержащее светодиодную матрицу, выводы питания которой подсоединены к источнику постоянного напряжения стабильного тока (WO 2009134885 А1, Н05 В 33/08, 2010 г.). Недостатком известного устройства является сложность схемы источника электропитания светодиодов и высокая себестоимость.
Наиболее близким к полезной модели является устройство светоизлучения, содержащее светодиодный модуль, подсоединенный к источнику постоянного напряжения стабилизированного тока (WO 2009138907 А2, Н05В 33/02, 2010 г.). Источник питания модуля выполнен в виде двух согласно-последовательно соединенных ключей, коммутируемых сигналами, сформированными внешним блоком управления. Общая точка ключей через дроссель подсоединена к одному из выводов питания светодиодного модуля, второй вывод которого присоединен через токозадающий резистор к общему выводу схемы. Недостатком известной схемы является то, что дроссель источника питания работает в несимметричном токовом режиме, при котором всегда имеет место постоянная составляющая тока, вызывающая подмагничивание дросселя, что обуславливает увеличение его габаритов. Кроме того, наличие дополнительного внешнего блока управления отрицательно влияет на себестоимость изделия.
Техническим результатом, которого можно достичь при использовании полезной модели, является улучшение масса-габаритных показателей и снижение себестоимости устройства.
Технический результат достигается за счет того, что в светоизлучающем устройстве, содержащем источник электропитания постоянного тока ограниченной величины, выход которого подсоединен к выводам питания светодиодного модуля, состоящего из одной либо нескольких параллельных ветвей последовательно соединенных светодиодов, при этом источник электропитания постоянного тока ограниченной величины выполнен по схеме автогенератора с трансформаторной обратной связью по току, в состав которого входят два согласно - последовательно соединенных управляемых ключа, подключенных соответственно к входным выводам устройства, предназначенным для подключения источника питания постоянного напряжения, точка соединения управляемых ключей подключена к первому выводу цепи переменного тока, состоящей из последовательно соединенных первой обмотки токового трансформатора, вторая и третья обмотки которого через согласующие узлы подсоединены к управляющим цепям управляемых ключей, и токоограничивающего дросселя, а второй вывод цепи переменного тока подсоединен к первому входному выводу мостового выпрямителя, второй входной вывод которого связан с одним из входных выводов устройства через первый разделительный конденсатор либо с обоими входными выводами устройства - через первый и второй разделительные конденсаторы соответственно, при этом зашунтированные дополнительным конденсатором выходные выводы мостового выпрямителя, являются выходом источника электропитания постоянного тока ограниченной величины, причем параллельно входным выводам мостового выпрямителя может быть подключен корректирующий форму тока токоограничивающего дросселя конденсатор. Кроме того, к выводам питания светодиодного модуля может быть присоединен выход дополнительного идентичного источника электропитания постоянного тока ограниченной величины.
На чертеже представлена электрическая схема устройства.
Устройство светоизлучения содержит светодиодный модуль 1, который состоит из одной либо нескольких параллельных ветвей последовательно соединенных светодиодов. Выводы питания модуля 1 присоединены к выходу источника электропитания постоянного тока ограниченной величины, который выполнен по схеме автогенератора с токовой обратной связью. В состав автогенератора входят два согласно - последовательно соединенных управляемых ключа 2 и 3, подключенных соответственно к входным выводам, предназначенным для присоединения к источнику постоянного напряжения 4. Точка соединения управляемых ключей 2 и 3 подключена к первому выводу цепи переменного тока, состоящей из последовательно соединенных первой обмотки 5 токового трансформатора и токоограничивающего дросселя 6. Второй вывод цепи переменного тока подсоединен к первому входному выводу выпрямителя 7, выполненного по мостовой схеме на диодах. Второй входной вывод выпрямителя 7 связан с одним из входных выводов устройства через первый разделительный конденсатор 8 либо с обоими входными выводами устройства - через первый конденсатор 8 и второй 9 разделительные конденсаторы соответственно. Параллельно входным выводам переменного тока выпрямителя 7 подключен конденсатор 10, корректирующий форму тока токоограничивающего дросселя 6. Выходные выводы выпрямителя 7, зашунтированные дополнительным конденсатором 11, являются выходом источника электропитания постоянного тока ограниченной величины.
Обмотки 12 и 13 токового трансформатора подсоединены к управляющим цепям управляемых ключей через согласующие узлы 14 и 15.
Устройство работает следующим образом.
При подключении устройства к источнику постоянного напряжения 4 ток протекает через открытый ключ 2, первую обмотку 5 трансформатора тока, токоограничивающий дроссель 6, один из диодов выпрямителя 7, его диагональ постоянного тока (с последовательно включенными светодиодами модуля 1), второй диод выпрямителя, разделительный конденсатор 8 или 9.
Во втором полупериоде работы схемы (ключ 3 открыт) конденсатор 8 разряжается через диоды выпрямителя, светодиодный модуль 1, дроссель 6, обмотку 5, ключ 3. Далее процессы повторяются.
Стабилизация токового режима светодиодного модуля осуществляется за счет ограничения дросселем 6 тока выходной цепи переменного тока автогенератора при его работе на фиксированной частоте. Конденсатор 11, подключенный параллельно выводам питания светодиодного модуля 1, сглаживает пульсации тока через светодиоды, обеспечивая их стабильное свечение при переходных процессах в схеме.
В установившемся режиме через дроссель 6 течет переменный ток симметричной треугольной формы, в котором практически отсутствует постоянная составляющая, которая могла бы вызвать подмагничивание дросселя. Работа дросселя без постоянного подмагничивания обуславливает возможность минимизации его габаритов.
Для уменьшения уровня помех, генерируемых схемой во внешний источник электропитания, включен конденсатор 10, который корректирует форму тока, протекающего через дроссель 6, приближая ее к синусоидальной.
Включение двух разделительных конденсаторов 8 и 9 уменьшает (по сравнению со схемой с одним конденсатором) время вхождения устройства в установившийся режим.
Подключение дополнительного источника электропитания к выводам питания светодиодного модуля 1 обеспечивает возможность изменения величины протекающего через светодиоды тока и, следовательно, регулирования яркости их свечения.
Таким образом, выполнение источника электропитания светодиодов в виде автогенератора с токовой обратной связью, в цепь переменного тока которого включена обмотка трансформатора тока, токоограничивающий дроссель и диагональ переменного тока мостового выпрямителя, позволяет обеспечить стабилизированный токовый режим питания светодиодов при оптимальных масса-габаритных показателях наиболее объемного элемента (дросселя) и минимальной себестоимости (за счет исключения внешнего блока управления, как наиболее дорогостоящего элемента).
Благодаря хорошим масса-габаритным показателям при оптимальной себестоимости, полезная модель может быть наиболее предпочтительной при разработке светоизлучающих энергосберегающих устройств широкого спектра использования.
1. Светоизлучающее устройство, содержащее источник электропитания постоянного тока ограниченной величины, выход которого подсоединен к выводам питания светодиодного модуля, состоящего из одной либо нескольких параллельных ветвей последовательно соединенных светодиодов, при этом источник электропитания постоянного тока ограниченной величины выполнен по схеме автогенератора с трансформаторной обратной связью по току, в состав которого входят два согласно-последовательно соединенных управляемых ключа, подключенных соответственно к входным выводам устройства, предназначенным для подключения источника питания постоянного напряжения, точка соединения управляемых ключей подключена к первому выводу цепи переменного тока, состоящей из последовательно соединенных первой обмотки токового трансформатора, вторая и третья обмотки которого через согласующие узлы подсоединены к управляющим цепям управляемых ключей, и токоограничивающего дросселя, второй вывод цепи переменного тока подсоединен к первому входному выводу мостового выпрямителя, второй входной вывод которого связан с одним из входных выводов устройства через первый разделительный конденсатор либо с обоими входными выводами устройства - через первый и второй разделительные конденсаторы соответственно, при этом зашунтированные дополнительным конденсатором выходные выводы мостового выпрямителя, являются выходом источника электропитания постоянного тока ограниченной величины.
2. Светоизлучающее устройство по п.1, отличающееся тем, что параллельно входным выводам мостового выпрямителя подключен корректирующий форму тока токоограничивающего дросселя конденсатор.
3. Светоизлучающее устройство по п.1, отличающееся тем, что к выводам питания светодиодного модуля присоединен выход дополнительного идентичного источника электропитания постоянного тока ограниченной величины.
