Устройство включения светового прибора со светодиодами в сеть переменного тока

 

Изобретение относится к светотехнике и может использоваться в осветительных устройствах с комбинированными световыми приборами. Достигаемый технический результат - упрощение при одновременном улучшении эксплуатационных характеристик и увеличение срока службы. Устройство содержит по крайней мере одну электрическую лампу накаливания, параллельно-последовательные цепочки светодиодов и электронный преобразователь питающей сети с емкостным фильтром. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к светотехнике, в частности к электронным устройствам включения в сеть переменного тока комбинированных световых приборов, в которых в качестве источников света использованы комбинация ламп накаливания и группы светоизлучающих полупроводниковых диодов (светодиодов).

К комбинированным световым приборам могут быть отнесены осветительные устройства, светосигнальные огни, светофоры и другие светосигнальные устройства, предназначенные для бытового освещения жилых помещений, кафе, ресторанов, церквей, номеров гостиниц, или для специального освещения, световой сигнализации и т.п.

Известно комбинированное осветительное устройство [1] для бытового освещения, содержащее арматуру с лампой накаливания и группой светодиодов, подключенных параллельно-последовательными цепочками с балластными сопротивлениями к электронному преобразователю питающей сети переменного тока, выполняющему функции средств электропитания.

В описанном устройстве применен электронный преобразователь для питания светодиодов, принципиальная электрическая схема которого не раскрыта.

Известна электронная схема включения группы светодиодов [2] от источника переменного тока, содержащая одну, две или более попарно соединенных ветвей электрических цепей с установленными в них противоположно направленными светодиодами, причем ветви каждой цепи подключены на входе через усилитель и балластное сопротивление к вышеуказанному источнику с микропроцессором, формирующему прямоугольные импульсы напряжения противоположной полярности, а на выходе - к конденсатору, один вывод которого подключен к цепочке светодиодов, а второй к общему токоведущему проводу.

Недостатки прототипа обусловлены сложностью схемы из-за необходимости применения источника прямоугольных импульсов напряжения переменной полярности с микропроцессором, а также усилителя мощности для выравнивания токов во время протекания в прямой и обратной ветвях электрических цепей со светодиодами.

Целью предлагаемого изобретения является упрощение схемы при одновременном улучшении эксплуатационных характеристик и срока службы устройства за счет достижения безопасного пускового режима для электрической лампы накаливания и светоизлучающих полупроводниковых диодов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве включения светового прибора со светодиодами в сеть переменного тока, содержащем по крайней мере одну электрическую лампу накаливания, параллельно-последовательные цепочки светодиодов и электронный преобразователь питающей сети с емкостным фильтром, указанный преобразователь и параллельно-последовательные цепочки светодиодов подключены в сеть переменного тока последовательно с электрической лампой накаливания.

Достижению поставленной цели способствует также и то, что электронный преобразователь выполнен в виде параметрического стабилизатора напряжения на базе выпрямителя с последовательно включенными электрической лампой накаливания, добавочным балластным терморезистором и стабилитроном, шунтирующим параллельно-последовательные цепочки светодиодов.

Наиболее предпочтительный вариант исполнения устройства согласно предлагаемому изобретению показан на чертеже.

На чертеже показано устройство включения светового прибора со светодиодами в сеть переменного тока.

Устройство содержит по крайней мере одну электрическую лампу накаливания 1 и группу светоизлучающих полупроводниковых диодов (светодиодов) 2 - 22, составляющих вместе с лампой накаливания светотехническую часть прибора.

Указанные светодиоды 2 - 22 подключены параллельно-последовательными цепочками (по три светодиода - семь цепочек) с соответствующими балластными сопротивлениями 23 - 29 к электронному преобразователю 30 питающей сети (показана пунктиром).

Преобразователь 30 с конденсатором 31 и разрядным сопротивлением 32 емкостного фильтра в свою очередь подключен к сети переменного тока 220 B/50 Гц последовательно с по крайней мере одной электрической лампой накаливания 1, выполняющей одновременно функции источника света и основного балластного сопротивления.

Электронный преобразователь 30 совместно с лампой накаливания 1 представляет собой параметрический стабилизатор напряжения, выполненный на базе выпрямителя 33 на полупроводниковых диодах 34 - 37 с последовательно включенными вышеуказанной электрической лампой накаливания 1, добавочным терморезистором 38 и мощным, установленным на теплоотводе, стабилитроном 39, шунтирующим совместно с емкостным фильтром параллельно-последовательные цепочки светодиодов 2 - 22, ограничивающим и стабилизирующим напряжение на них.

Элементы параметрического стабилизатора напряжения, составляющие преобразователь 30, могут быть подключены также к сети переменного тока последовательно с цепочкой параллельно включенных двух- или большего количества электрических ламп накаливания (не показано).

Работа устройства осуществляется следующим образом.

При подключении устройства к сети переменного тока загорается электрическая лампа накаливания 1 и выпрямленный ток от выпрямителя 32 через терморезистор 38 поступает на группу светодиодов 2 - 22, каждая из цепочек которого подключена к соответствующему балластному сопротивлению 23 - 29, ограничивающему токи и выравнивающему яркостные характеристики светодиодов.

При этом преобразователь 30, выполненный в виде параметрического стабилизатора напряжения, при последовательном включении лампы 1 в сеть переменного тока обеспечивает существенно уменьшенное значение пускового тока в ней за счет дополнительного балластного терморезистора 38, уменьшающего по мере разогрева свое начальное сопротивление примерно в 10 раз. Таким образом, к моменту выхода лампы 1 на установившийся (номинальный) режим свечения (температуры) нити накала сопротивление терморезистора 38 составит примерно 3,5 Ом, обеспечивая наряду с защитой лампы 1 от увеличенного пускового тока питающей сети, защиту стабилитрона 39 и группы светодиодов 2 - 22 от токовых перегрузок.

Конденсатор 31 с разрядным резистором 32 емкостного фильтра сглаживает провалы напряжения в момент прохождения синусоиды питающей сети через нуль, а также улучшает форму импульса на светодиодах в случае питания лампы накаливания от сети переменного тока с регулятором напряжения, изменяющим угол отсечки синусоиды (не показано). Кроме того, разрядный резистор 32 служит для разряда конденсатора 31 емкостного фильтра после отключения устройства от сети.

Преимущества описанного устройства достигаются за счет простоты схемного решения для преобразователя, позволяющего одновременно улучшить эксплуатационные характеристики и срок службы основных элементов светового прибора - лампы накаливания, светодиодов и стабилитрона.

Литература 1. Ю.Г. Басов, С.Н. Леонов, В.В. Сысун "Осветительное устройство" Заявка N 97115071/09 (016021) от 14.11.97 г., кл. F 21 S 1/04, 1/12. Решение о выдаче патента РФ от 04.1988 г.

2. Неакц. заявка ФРГ N ДЕ 4129059 A1. Опубл. 04.03.93 г., кл. H 05 B 37/00. Схема включения светодиодов.

Формула изобретения

1. Устройство включения светового прибора со светодиодами в сеть переменного тока, содержащее, по крайней мере, одну электрическую лампу накаливания, параллельно-последовательные цепочки светодиодов и электронный преобразователь питающей сети с емкостным фильтром, отличающееся тем, что указанный преобразователь и параллельно-последовательные цепочки светодиодов подключены в сеть переменного тока последовательно с электрической лампой накаливания.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электронный преобразователь выполнен в виде параметрического стабилизатора напряжения на базе выпрямителя с последовательно включенными электрической лампой накаливания, добавочным балластным терморезистором и стабилитроном, шунтирующим параллельно-последовательные цепочки светодиодов.

РИСУНКИ

Рисунок 1