Светодиодный осветитель "экон"
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.
Светодиодный осветитель относится к устройствам для освещения помещений, таких, например, как читальные залы, библиотеки, книгохранилища и др.
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).
Техническим результатом предложенной полезной модели является улучшение работы светодиодного осветителя, обеспечение стабилизации тока, протекающего через светодиоды, исключение скачков напряжения и пульсации.
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.
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).
Кроме того, через элемент для управления подачи энергии со светодиодом может быть связана аккумуляторная батарея с параллельно подсоединенным к ней стабилизатором напряжения.
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.
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.
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
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.
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).
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.
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.
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
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.
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.
Поступающее на светодиод 7 (группу светодиодов) напряжение вычисляется как разность между входным сетевым переменным напряжением и падением напряжения на реактивном сопротивлении. При
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
