Источник света светодиодный

Заявляемая полезная модель относится к электрическим источникам света, а именно к электрическим схемам источников света на светоизлучающих диодах (светодиодах). Достигается снижение времени включения и выключения источника света относительно момента подачи питания, повышение КПД и снижение рабочей температуры. Источник света светодиодный содержит выпрямительный диодный мост, к выходу которого подключены светодиоды, последовательно которым подключен стабилизатор тока. При этом стабилизатор тока содержит стабилизатор напряжения, выход которого соединен с первым выводом резистора, второй вывод которого является выходом стабилизатора тока и соединен с управляющим входом упомянутого стабилизатора напряжения. При этом светодиоды соединены между собой последовательно, а количество светодиодов N выбирается из диапазона (U_пит -U_{ст min})/U_LED>N>(U_пит -U_{ст max})/U_LED где U_пит - пиковое значение напряжения питания; U_{ст max} - максимальное рабочее напряжение стабилизатора тока; U_{ст min} - минимальное рабочее напряжение стабилизатора тока; U_LED - рабочее напряжение каждого из светодиодов. 2 з.п., 2 илл.

Заявляемая полезная модель относится к электрическим источникам света, а именно к электрическим схемам источников света на светоизлучающих диодах (светодиодах).

Среди светодиодных источников света известен, например, источник по патенту РФ на полезную модель 93611 (МПК Н05В 37/00, апрель 2010 г. [1]), характеризующийся тем, что он содержит выпрямительный диодный мост, параллельно которому подключен емкостный фильтр, выход которого подключен ко входу понижающего преобразователя напряжения, выполненного в виде трехвыводного стабилизатора положительного напряжения, например в виде микросхемы LM317T или ее аналогов, а выход преобразователя напряжения через элемент для управления подачи энергии последовательно соединен, по меньшей мере, с одним светодиодом, при этом регулирующий вход преобразователя напряжения подключен между элементом для управления подачи энергии и светодиодом.

Недостатком указанного устройства является наличие емкостного фильтра, приводящего к увеличению времени включения и выключения источника света относительно момента включения и выключения питания. Другим недостатком является произвольность включения светодиодов, что в случае наличия нескольких параллельно включенных светодиодов или светодиодных цепочек благодаря различию электрических параметров светодиодов может приводить к разному току, проходящему по разным упомянутым цепочкам, и, следовательно, к разному свечению светодиодов. Произвольный выбор количества светодиодов может приводить к большому падению напряжения на понижающем преобразователе напряжения, что будет приводить к снижению КПД источника света и повышенному нагреву упомянутого преобразователя.

Указанный светодиодный источник света является по совокупности существенных признаков наиболее близким устройством того же назначения к заявляемой полезной модели. Поэтому он принят в качестве прототипа заявляемой полезной модели.

Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является обеспечение возможности использования источника света в системах, чувствительных к времени включения и выключения относительно момента подачи питания с одновременным обеспечением повышения КПД источника света.

Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемой полезной моделью является снижение времени включения и выключения источника света относительно момента подачи питания, повышение КПД и снижение рабочей температуры.

Сущность полезной модели состоит в том, что источник света светодиодный содержит выпрямительный диодный мост, к выходу которого подключены светодиоды, последовательно которым подключен стабилизатор тока. При этом стабилизатор тока содержит стабилизатор напряжения, выход которого соединен с первым выводом резистора, второй вывод которого является выходом стабилизатора тока и соединен с управляющим входом упомянутого стабилизатора напряжения. При этом светодиоды соединены между собой последовательно, а количество светодиодов N выбирается из диапазона

(U_пит-U_{ст min} )/U_LED>N>(U_пит-U_{ст max} )/U_LED

где U_пит - пиковое значение напряжения питания;

U_{ст max} - максимальное рабочее напряжение стабилизатора тока;

U_{ст min} - минимальное рабочее напряжение стабилизатора тока;

U_LED - рабочее напряжение каждого из светодиодов.

Целесообразно выбирать количество светодиодов N таким, чтобы оно было максимальным целым числом из диапазона (U_пит-U_{ст min})/U_LED >N>(U_пит-U_{ст max})/U_LED .

Стабилизатор тока может быть подключен в разрыв последовательной цепи между любой парой смежных светодиодов.

Сущность полезной модели поясняется следующими графическими материалами.

На фигурах 1 и 2 показаны примеры электрической схемы заявляемого источника света.

Источник света светодиодный (фиг.1) содержит выпрямительный диодный мост 1, полюсы питания которого предназначены для соединения с источником питания, преимущественно переменного тока, а полюсы нагрузки соединены с последовательно соединенными стабилизатором тока 2 и N одинаковыми светодиодами 3.

Стабилизатор тока 2 содержит полюсы входа и выхода. Стабилизатор тока выполнен в виде стабилизатора напряжения 4, вход которого является полюсом входа стабилизатора тока 2, а выход соединен через резистор 5 с полюсом выхода стабилизатора тока 1. При этом регулирующий вход стабилизатора напряжения 4 подключен к полюсу выхода стабилизатора тока 2.

Количество N светодиодов 3 определяется таким, чтобы оно было целым числом из диапазона

(U_пит-U_{ст min})/U_LED>N>(U _пит-U_{ст max})/U_LED,

где U_пит - пиковое значение напряжения питания;

U_{ст max} - максимальное рабочее напряжение стабилизатора тока;

U_{ст min} - минимальное рабочее напряжение стабилизатора тока;

U_LED - рабочее напряжение каждого из светодиодов.

Целесообразно количество N светодиодов 3 выбирать как можно большим числом из указанного выше диапазона.

Пример конкретного выполнения.

Пример 1.

Пример относится к источнику света для включения в электрическую сеть общего пользования переменного напряжения 220 В. Пиковое напряжение в указанной сети U_пит=220*2^1/2310 В.

Стабилизатор напряжения 4 выполнен в виде микросхемы КР142ЕН12 (Журнал РАДИО N 8. 1993 г. с.41-42 [2]) или микросхемы LM317 производства компании National Semiconductor Corporation (www.national.com [3]) с рабочим падением напряжения от U_{ст min}=3 В до U_{ст max}=40 В.

Светодиоды 3 выполнены в виде светодиодов EZ400 производства компании Cree Inc., г.Дарем, Англия (www.cree.com [4]) с рабочим напряжением U_LED=3 В.

Количество N светодиодов 3 выбирается из диапазона

(310-40)/3=90<N<(310-3)/3=102.

Пример 2.

С целью упрощения схемы разводки печатной платы источника света стабилизатор тока 2 включен в разрыв последовательной цепи светодиодов 3 между любой парой светодиодов 3 (фиг.2).

Реализация конструктивных элементов заявляемой полезной модели не ограничивается приведенными выше примерами.

Заявляемый источник света светодиодный работает следующим образом. При подаче питания на полюсы питания выпрямительного диодного моста 1 на его полюсах нагрузки возникает ток одного направления. При этом стабилизатор тока 2 стремится поддерживать постоянным протекающий по цепи ток, что приводит к постоянному свечению светодиодов 3. Отсутствие в схеме заявляемого источника света емкостных фильтров обеспечивает быстрое включение и выключение светодиодов относительно момента подачи питания.

При подаче переменного напряжения на полюсы питания на практике величина тока, протекающего в цепи светодиодов 3, стабилизируется не в каждый момент времени, а только тогда, когда падение напряжения на стабилизаторе тока 2 входит в его рабочий диапазон таких напряжений. Это приводит к миганию светодиодов 3. Скважность такого мигания тем меньше, чем меньше время, в течение которого падение напряжения на стабилизаторе тока 2 меньше минимально допустимого значения такого напряжения. Указанное достигается либо увеличением рабочего падения напряжения на стабилизаторе тока 2, либо выбором стабилизатора тока 2 с малым значением нижней границы рабочего напряжения. Однако, первый вариант, связанный с увеличением падения напряжения на стабилизаторе тока 2, ведет к повышению рабочей температуры источника света. Авторами установлено, что оптимальным является расчет источника света таким образом, чтобы рабочее падение напряжения на стабилизаторе тока не превышало 25% его максимального значения.

Таким образом, из вышеизложенного следует, что в заявляемой полезной модели заявляемый технический результат: «снижение времени включения и выключения источника света относительно момента подачи питания, повышение КПД и снижение рабочей температуры» достигается за счет того, что источник света светодиодный содержит выпрямительный диодный мост, к выходу которого подключены светодиоды, последовательно которым подключен стабилизатор тока. При этом стабилизатор тока содержит стабилизатор напряжения, выход которого соединен с первым выводом резистора, второй вывод которого является выходом стабилизатора тока и соединен с управляющим входом упомянутого стабилизатора напряжения. При этом светодиоды соединены между собой последовательно, а количество светодиодов N выбирается из диапазона

(U_пит-U_{ст min})/U_LED>N>(U _пит-U_{ст max})/U_LED

где U_пит - пиковое значение напряжения питания;

U_{ст max} - максимальное рабочее напряжение стабилизатора тока;

U_{ст min} - минимальное рабочее напряжение стабилизатора тока;

U_LED - рабочее напряжение каждого из светодиодов.

Заявляемый источник света светодиодный реализован с применением промышленно выпускаемых устройств, может быть собран на любом электротехническом предприятии и найдет широкое применение в области электрических источников света.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ.

1. Патент РФ на полезную модель 93611, МПК Н05В 37/00, апрель 2010 г.

2. Журнал РАДИО N 8. 1993 г. с.41-42.

3. Интернет-ресурс www.national.com.

4. Интернет-ресурс www.cree.com.

1. Источник света светодиодный, содержащий выпрямительный диодный мост, к выходу которого подключены светодиоды, последовательно которым подключен стабилизатор тока, содержащий стабилизатор напряжения, выход которого соединен с первым выводом резистора, второй вывод которого является выходом стабилизатора тока и соединен с управляющим входом упомянутого стабилизатора напряжения, отличающийся тем, что светодиоды соединены между собой последовательно, а количество светодиодов N выбирается из диапазона

(U _пит-U_{ст min})/U_LED>N>(U _пит-U_{ст max})/U_LED,

где U _пит - пиковое значение напряжения питания;

U _{ст max} - максимальное рабочее напряжение стабилизатора тока;

U_{ст min} - минимальное рабочее напряжение стабилизатора тока;

U_LED - рабочее напряжение каждого из светодиодов.

2. Источник света светодиодный по п.1, отличающийся тем, что количество светодиодов N выбирается так, чтобы оно было максимальным целым числом из диапазона (U _пит-U_{ст min})/U_LED>N>(U _пит-U_{ст max})/U_LED.

3. Источник света светодиодный по п.1, отличающийся тем, что стабилизатор тока подключен в разрыв последовательной цепи между парой смежных светодиодов.