Источник оптического излучения

Предлагаемая полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для освещения различных объектов и в охранных устройствах, в которых используется инфракрасное излучение.

Сущность полезной модели заключается в том, что в источнике оптического излучения, содержащем группу, состоящую из последовательных цепочек, каждая из которых состоит из встречно параллельно соединенных оптических диодов, стабилизатор тока, включенный последовательно с группой оптических диодов, и две входные клеммы питающего переменного напряжения, стабилизатор тока выполнен из двух частей, каждая из которых содержит полевой транзистор и защитный диод, анод которого соединен с истоком и затвором полевого транзистора, а катод со стоком полевого транзистора, при этом сток первого и сток второго полевых транзисторов соединены с началом и концом группы оптических диодов соответственно, а истоки первого и второго полевых транзисторов подсоединены к входным клеммам.

Положительный эффект предлагаемого технического решения - повышение стабильности излучения и надежности работы источника оптического излучения.

Предлагаемая полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для освещения различных объектов и в охранных устройствах, в которых используется инфракрасное излучение.

Известен источник оптического излучения, питаемый от сети переменного напряжения, содержащий выпрямитель переменного напряжения, группу последовательно согласно соединенных светодиодов, подключенных к выходу выпрямителя напряжения через резистор, первый конденсатор, включенный параллельно группе последовательно соединенных диодов, второй конденсатор, включенный параллельно входу выпрямителя напряжения, и две цепочки, включенные между входными клеммами устройства и входом выпрямителя, первая из которых состоит из первого резистора, а вторая - из параллельно соединенных второго резистора и третьего конденсатора [1].

Недостатком устройства является сложность электрической схемы (схема, в частности, содержит выпрямитель переменного напряжения) и невысокий коэффициент полезного действия из-за рассеивания части мощности на выпрямителе.

В качестве устройства для стабилизации тока в полупроводниковых излучающих приборах широко используются полевые транзисторы, у которых затвор и исток соединены между собой [2].

Недостатком такого стабилизатора тока является невозможность использования его в источниках излучения, питаемых от переменного напряжения.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели является трехзначный светодиодный светофор, содержащий светодиодную группу, состоящую из последовательно соединенных цепочек, каждая из которых состоит из двух встречно параллельно соединенных светодиодов, и стабилизирующий рабочий ток светодиодов резистор, подключенный последовательно к светодиодной группе [3]. Светофор питается от сети переменного напряжения. Недостатком устройства-прототипа является низкий уровень стабильности излучения и низкая надежность (обусловлена, в частности, низкой стабильностью рабочего тока).

Задача, на достижение которой направлено предлагаемое решение, - увеличение стабильности излучения и увеличение надежности работы источника оптического излучения.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в источнике оптического излучения, содержащем группу, состоящую из последовательных цепочек, каждая из которых состоит из встречно параллельно соединенных оптических диодов, стабилизатор тока, включенный последовательно с группой оптических диодов, и две входные клеммы питающего переменного напряжения, стабилизатор тока выполнен из двух частей, каждая из которых содержит полевой транзистор и защитный диод, анод которого соединен с истоком и затвором полевого транзистора, а катод со стоком полевого транзистора, при этом сток первого и сток второго полевых транзисторов соединены с началом и концом группы оптических диодов соответственно, а истоки первого и второго полевых транзисторов подсоединены к входным клеммам.

Схема предлагаемого источника оптического излучения приведена на фиг.1. Она содержит оптические диоды Dl, D2,, DN, и D1, D2,, DN, два полевых транзистора VT1 и VT2 и два защитных диода Dз1 и Dз2.

Стабилизирующее действие полевого транзистора иллюстрируется графиком, представленным на фиг.2, на котором приведена его выходная вольт-амперная характеристика. При изменении напряжения на транзисторе VT1 или VT2 в пределах от Uнас до Unp, где Цнас - напряжение насыщения, Unp напряжение пробоя, ток через транзистор изменяется незначительно. Этот участок вольт-амперной характеристики и используется для стабилизации тока в оптических диодах D1, D2,, DN, и D1, D2,, DN.

Источник оптического излучения работает следующим образом. При положительной полуволне питающего напряжения, поданной на входную клемму, которая соединена с истоком и затвором полевого транзистора VT1 и анодом защитного диода Dз1, относительно другой клеммы, которая, в свою очередь, соединена с истоком и затвором полевого транзистора VT2 и анодом защитного диода Dз2, ток протекает через защитный диод Вз1, оптические диоды D1, D2,, DN и транзистор VT2.

При отрицательной полуволне питающего напряжения, поданной на входную клемму, которая соединена с истоком, затвором полевого транзистора VT1 и анодом защитного диода Dз1, относительно другой клеммы, которая, в свою очередь, соединена с истоком, затвором полевого транзистора VT2 и анодом защитного диода Dз2, ток протекает через защитный диод Dз2, оптические диоды D1, D2,, DN и транзистор VT1.

При повышении входного напряжения ток в группе оптических диодов практически не возрастает, так как транзисторы работают в режиме насыщения.

Защитные диоды Dз1 и Dз2 предназначены для увеличения коэффициента полезного действия источника оптического излучения, так как обратное сопротивление полевого транзистора больше, чем сопротивление защитного диода, смещенного в прямом направлении, а также для увеличения надежности устройства.

Число оптических диодов в группе зависит от напряжения питания.

Экспериментальные исследования устройства, выполненного по схеме, представленной на фиг.1. с использованием полевых транзисторов типа КП303Е и одной ячейки, содержащей два встречно параллельно соединенных светодиода типа АЛ307, показали, что при изменении переменного напряжения источника питания в интервале от 5 В до 15 В амплитудное значение пульсирующего тока в цепи диодов изменялось от 12 мА до 16 мА.

Источники информации, использованные при составлении описания полезной модели:

1. Пат. РФ 95214, МПК: Н05В 37/00. Схема подключения светодиодного светового прибора в сеть переменного тока // Кумин A.M. (RU) - Заявл. 17.12.2009, опубл. 10.06.2010.

2. Электронные предохранители и ограничители постоянного и переменного тока. URL: http://lib.qrz.ru/node/9731.

3. Пат. РФ 2239575, МПК: B61L 5/18, G08G 1/095, Н05В 37/00. Трехзначный светодиодный светофор // Сергеев Б.С. (RU), Савельев Е.О. (RU) - заявл. 09.10.2002, опубл. 10.11.2004. - прототип.

Источник оптического излучения, содержащий группу, состоящую из последовательных цепочек, каждая из которых состоит из встречно параллельно соединенных оптических диодов, стабилизатор тока, включенный последовательно с группой оптических диодов, и две входные клеммы питающего переменного напряжения, отличающийся тем, что стабилизатор тока выполнен из двух частей, каждая из которых содержит полевой транзистор и защитный диод, анод которого соединен с истоком и затвором полевого транзистора, а катод со стоком полевого транзистора, при этом сток первого и сток второго полевых транзисторов соединены с началом и концом группы оптических диодов соответственно, а истоки первого и второго полевых транзисторов подсоединены к входным клеммам.