Система и способ освещения



Система и способ освещения
Система и способ освещения
Система и способ освещения
Система и способ освещения
Система и способ освещения
Система и способ освещения
Система и способ освещения
Система и способ освещения

 


Владельцы патента RU 2574605:

ШНАЙДЕР ЭЛЕКТРИК ИНДАСТРИЗ САС (FR)

Изобретение относится к области светотехники и предназначено преимущественно для использования в зонах, в которых системы электрических сетей ненадежны и требуют чрезмерных затрат. Осветительное устройство содержит первый, второй и третий входы для приема энергии, подводимой соответственно от первого, второго и третьего источников энергии, драйверную схему, подключенную к первому, второму и третьему входам, и источник света, подключенный к драйверной схеме и выполненный с возможностью обеспечивать излучение на выходе в ответ на энергию, подводимую этой схемой. Драйверная схема выполнена с возможностью детектировать недоступность по меньшей мере первого или второго источников энергии и в качестве реакции обеспечивать функционирование источника света в режиме малой мощности и пониженной интенсивности излучения, используя энергию, подводимую к третьему входу. Другой аспект изобретения связан с разработкой модульной системы освещения, выполненной с возможностью расширения и адаптации к применению с различными энергетическими системами. Технический результат - расширение функциональных возможностей осветительной системы. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Область техники

Настоящее изобретение по меньшей мере в одном варианте осуществления относится к модульным системам и способам освещения, а более конкретно - к эффективной системе освещения с двумя уровнями выходной мощности и с несколькими источниками входной энергии.

Уровень техники

Хорошо известны системы освещения на основе солнечной энергии, электрических батарей и электрических сетей. Такие системы в качестве источников света используют лампы накаливания, люминесцентные лампы и светодиоды (СД). В слаборазвитых и/или развивающихся странах, а также в сельской местности надежные системы питания в виде местных электрических сетей не всюду доступны, а установка и эксплуатация альтернативных систем питания могут оказаться слишком дорогими, причем они не всегда совместимы с доступными источниками света. Кроме того, системы освещения на основе альтернативных источников питания зачастую не обеспечивают уровень освещения, достаточный для комнаты. В таких зонах в виде альтернативы электрическому освещению часто используют керосиновые лампы. Однако, хотя с их помощью можно надежно обеспечить непрерывное освещение, применение таких ламп может быть опасным, вызывает проблемы со здоровьем и дает свой вклад в уровень CO2.

Раскрытие изобретения

По меньшей мере в одном предлагаемом варианте осуществления изобретение направлено на создание эффективной системы освещения, предназначенной преимущественно для применения в зонах, в которых используются системы на основе недостаточно надежных или же неприемлемо дорогостоящих электрических сетей.

В своем первом аспекте изобретение направлено на создание осветительного устройства, содержащего первый, второй и третий входы, на которые поступает энергия соответственно от первого, второго и третьего источников энергии, драйверную схему, подключенную к первому, второму и третьему входам, и источник света, подключенный к данной драйверной схеме и обеспечивающий на своем выходе световое излучение в результате получения энергии, подводимой драйверной схемой. Данная схема выполнена с возможностью детектировать недоступность по меньшей мере первого или второго источника энергии и в качестве реакции обеспечивать функционирование источника света в режиме малой мощности и пониженной интенсивности излучения, используя энергию, поступившую на третий вход.

Кроме того, для драйверной схемы осветительного устройства предусмотрена возможность детектировать доступность по меньшей мере первого или второго источника энергии и в качестве реакции обеспечивать функционирование источника света в режиме высокой мощности и повышенной интенсивности излучения, используя энергию, поступающую на первый или второй вход. Предусмотрена возможность выполнить первый и второй входы принимающими энергию соответственно от сети переменного тока и от солнечной энергетической системы, а драйверную схему - с возможностью детектировать доступность обоих этих вариантов и в качестве реакции обеспечивать функционирование источника света в режиме высокой мощности и повышенной интенсивности излучения, используя солнечную энергию. Для третьего входа предусмотрена возможность получения энергии от батарейного источника питания (далее именуемого батареей), причем осветительное устройство можно дополнительно снабдить схемой для батареи зарядки с использованием энергии, подводимой к первому или второму входу. Осветительное устройство может содержать также по меньшей мере один световой индикатор, подключенный к третьему входу и выполненный с возможностью обеспечить индикацию работы данного устройства от батареи, а также индикацию времени, остающегося для работы в таком режиме.

В другом своем аспекте изобретение направлено на разработку способа освещения комнаты. Способ включает следующие операции: обеспечение наличия источника света, подключение источника света к первому источнику энергии, обеспечение функционирования источника света в рабочем режиме высокой мощности, поступающей от первого источника энергии, детектирование недоступности первого источника энергии и в качестве реакции осуществление функционирования источника света в рабочем режиме малой мощности, поступающей от батареи.

Согласно данному способу источник света может содержать светодиодную матрицу, причем функционирование источника света в режиме высокой мощности может происходить на основе подачи электрического тока, имеющего первый уровень, на эту матрицу, а функционирование источника света в режиме малой мощности может происходить на основе такой же подачи электрического тока, имеющего второй уровень, который ниже первого уровня. Кроме того, способ может включать операцию детектирования функционирования в режиме малой мощности и обеспечение индикации работы в этом режиме, а также индикации времени, остающегося для работы в таком режиме. Согласно способу по изобретению источник света может иметь первый и второй входы, на которые поступает энергия соответственно от источника энергии переменного тока и от солнечного источника питания, причем для способа дополнительно предусмотрена возможность детектирования полезной мощности, получаемой от обоих этих источников, и с учетом этого осуществление функционирования источника света с использованием энергии от солнечного источника питания.

В следующем своем аспекте изобретение направлено на создание осветительного устройства, в состав которого входят следующие компоненты:

- кожух, имеющий по меньшей мере один вход, на который поступает энергия,

- источник света, прикрепленный к данному кожуху,

- первый схемный модуль, расположенный в данном кожухе, подключенный к источнику света и входу и выполненный с возможностью подачи энергии к источнику света, чтобы обеспечить излучение света этим источником, а также прием постоянного тока, поступающего по меньшей мере от одного входа,

- второй (съемный) схемный модуль, установленный в кожухе с возможностью его извлечения и выполненный с возможностью приема энергии переменного тока со второго входа, а также приема постоянного тока со второго входа и подачи постоянного тока на первый схемный модуль, и

- третий (съемный) схемный модуль, установленный в кожухе с возможностью его извлечения и выполненный с возможностью приема с третьего входа постоянного тока, соответствующего первому напряжению, и подачи на первый схемный модуль постоянного тока, соответствующего второму напряжению.

Источник света в осветительном устройстве может содержать светодиодную матрицу, а само устройство можно дополнительно снабдить первым и вторым кабелями для подключения первого схемного модуля соответственно ко второму и третьему съемным схемным модулям. Кроме того, предусмотрена возможность снабдить осветительное устройство несколькими светодиодными индикаторами, подключенными к первому схемному модулю и обеспечивающими индикацию остающегося времени работы батареи. При этом первый схемный модуль можно выполнить с возможностью детектировать прекращение подачи энергии переменного тока на второй вход или прекращение подачи энергии постоянного тока на третий вход и в качестве реакции обеспечивать функционирование источника света в режиме малой мощности.

В последнем своем аспекте изобретение направлено на разработку способа конфигурирования и обеспечения функционирования осветительного устройства. Способ включает следующие операции: обеспечение наличия осветительного устройства, имеющего кожух с прикрепленным к нему источником света и первый схемный модуль, установленный в кожухе и выполненный с возможностью подачи на источник света тока с первого входа от первого источника постоянного тока, а также подключение к первому входу батареи и осуществление функционирования осветительного устройства с использованием энергии, подводимой от батареи. Кроме того, способ включает: обеспечение наличия второго схемного модуля, имеющего второй вход для приема подводимого тока и выход для подачи постоянного тока на первый схемный модуль, чтобы осуществить питание источника света током, подаваемым на второй вход. Второй схемный модуль также устанавливают в кожух и подключают с его помощью второй источник энергии ко второму входу, чтобы осуществить функционирование осветительного устройства посредством энергии, поставляемой вторым источником энергии.

Дополнительно в способе предусмотрена возможность использования третьего схемного модуля, имеющего третий вход для приема подводимого тока и выход для подачи постоянного тока на первый схемный модуль, чтобы осуществить питание источника света током, подаваемым на третий вход. Третий схемный модуль также устанавливают в кожух и подключают с его помощью третий источник энергии к третьему входу. В результате предлагаемый способ обеспечивает функционирование осветительного устройства от энергии, подаваемой от третьего источника энергии. Согласно способу вторым и третьим источниками энергии могут быть соответственно источник переменного тока и источник солнечной энергии, второй схемный модуль может содержать преобразователь переменного тока в постоянный, а третий схемный модуль может содержать преобразователь постоянного тока в постоянный. В способе можно дополнительно предусмотреть возможность детектировать наличие обоих источников энергии, т.е. источника переменного тока и солнечного источника питания, и в качестве реакции обеспечивать функционирование источника света в режиме высокой мощности с питанием, подводимым от солнечного источника питания. В способе можно также предусмотреть детектирование прекращения функционирования по меньшей мере одного из данных источников (т.е. источника переменного тока и солнечного источника питания) и в качестве реакции осуществление функционирования источника света в режиме малой мощности с питанием, подводимым от батареи, т.е. в режиме, который по сравнению с режимом высокой мощности потребляет меньше энергии. Согласно способу по изобретению источник света может содержать светодиодную матрицу.

Краткое описание чертежей

Прилагаемые чертежи выполнены в произвольных масштабах. Все идентичные или почти идентичные компоненты, повторяющиеся на разных чертежах, имеют одинаковые обозначения. Для упрощения изображений не все компоненты могут быть снабжены цифровыми обозначениями на каждом чертеже.

На фиг.1 представлена функциональная блок-схема системы освещения согласно одному из вариантов изобретения.

На фиг.2 представлена светодиодная матрица, использованная в варианте осуществления по фиг.1.

На фиг.3 представлено с пространственным разделением компонентов осветительное устройство согласно одному из вариантов изобретения.

На фиг.4 устройство по фиг.3 показано в первом перспективном изображении.

На фиг.5 устройство по фиг.3 показано во втором перспективном изображении.

На фиг.6 представлено осветительное устройство согласно одному из вариантов изобретения, установленное на стене комнаты.

На фиг.7 в виде функциональной блок-схемы представлено осветительное устройство, расширяемое по своим функциональным возможностям согласно варианту изобретения.

На фиг.8 также представлено в виде функциональной блок-схемы осветительное устройство, расширяемое по своим функциональным возможностям согласно варианту осуществления изобретения.

Осуществление изобретения

Системы и способы, представленные в данном описании, в плане своего приложения не ограничены деталями конструкций и расположением компонентов, описанными в тексте или показанными на чертежах. Изобретение охватывает и другие варианты осуществления, причем оно может быть применено или реализовано различными путями. Кроме того, использованные в описании выражения и термины преследуют только разъяснительные цели и не должны рассматриваться как вносящие ограничения. Применение таких терминов, как "включающий", "содержащий", "имеющий", "заключающий в себе" и их синонимов охватывает не только перечисленные понятия и их эквиваленты, но подразумевает и наличие дополнительных элементов (объектов).

По меньшей мере некоторые из приведенных вариантов направлены на разработку эффективных модульных систем и способов освещения, причем в число таких систем входят светодиодные системы освещения, выполненные с возможностью работать от источников постоянного тока (в том числе от топливных элементов, солнечной энергии и источников батарейного типа), а также источников переменного тока, таких как коммунальная электрическая сеть, генератор или другой источник этого типа. Некоторые варианты сконструированы в модульном выполнении, в результате чего появляется возможность заменить в системе освещения или добавить к ней один или более модулей. Тем самым обеспечивается возможность использования источника энергии другого типа. По меньшей мере некоторые варианты осуществления направлены на разработку светодиодных систем освещения, в которых светодиоды расположены таким образом, чтобы обеспечить освещение всей комнаты компактным настенным блоком, причем данные системы выполнены с возможностью функционирования в двух режимах питания, что позволяет работать в режиме малой мощности, используя энергию батареи.

На фиг.1 в виде функциональной блок-схемы представлена модульная светодиодная система 100 освещения согласно одному из вариантов осуществления изобретения. Она содержит светодиодную матрицу 102, схему 104 управления уровнями выходной мощности, драйверную схему (далее - драйвер) 106 светодиодов, схему 108 детектирования, ключи 110 и 112 режима, схему 114 мониторинга батареи, схему 116 выбора источника питания, преобразователь 118 постоянного тока в постоянный, блок 120 преобразования напряжения питания (БПНП), батарею 122, солнечный источник 124 питания (СИП) и источник 126 переменного тока (ПТ). В других вариантах функциональные схемы могут быть сгруппированы не так, как на фиг.1.

Светодиодная матрица 102 включена между схемой 104 управления уровнями выходной мощности и драйвером 106 светодиодов. Ключи 110 и 112 режима включены между драйвером 106 и батареей 122 и, кроме того, подключены к выходу схемы 116 выбора источника питания. Преобразователь 118 постоянного тока в постоянный включен между солнечным источником 124 питания и схемой 116. БПНП 120 включен между источником 126 ПТ и схемой 116. Батарея 122 подключена к схеме 116, ключу 112 режима и схеме 114 мониторинга батареи. Схема 108 детектирования подключена к выходу БПНП 120, к выходу преобразователя 118 и к схеме 104.

В процессе работы светодиодная матрица излучает свет, используя для этого питание от одного из предусмотренных источников, а именно от батареи 122, от источника 126 переменного тока или от солнечного источника 124 питания. При работе от источника 126 ПТ БПНП 120 на своем входе получает переменный ток и преобразует его в постоянный ток. В одном из вариантов осуществления входное переменное напряжение составляет 230 В при частоте 50 Гц, однако в других вариантах осуществления предусмотрена также возможность использования других входных напряжений и других частот. В одном из вариантов напряжение на выходе БПНП равно 14,38 В, но можно использовать и другие выходные напряжения.

Схема 116 выбора источника питания получает напряжение от БПНП и подает выходное напряжение на ключи 110, 112 режима, а также обеспечивает зарядку батареи 122 (если в системе предусмотрено наличие батареи). В режиме функционирования на переменном токе (а также в режиме функционирования на солнечной энергии) ключ 112 разомкнут, т.е. батарея отключена, а ключ 110 выполнен с возможностью подключения выхода схемы выбора источника питания к драйверу 106 светодиодов. В результате на драйверную схему подается выходное напряжение от схемы 116 выбора источника питания; при этом постоянный ток с выхода этой схемы подается на светодиодную матрицу 102, чтобы обеспечить излучение светодиодов.

Для перехода системы 100 освещения к режиму малой мощности при питании от батареи используется схема 104 управления уровнями выходной мощности. В режимах функционирования на энергии переменного тока и на солнечной энергии схема 104 переключается для работы в нормальном режиме (т.е. в режиме высокой мощности).

По сравнению с режимом, использующим переменный ток, функционирование в режиме, использующем солнечную энергию, отличается только тем, что схема 116 выбора источника питания получает на входе постоянный ток, поступающий от преобразователя 118 постоянного тока в постоянный. В одном из вариантов осуществления этот преобразователь выполнен с возможностью получать постоянный ток от наружной солнечной энергетической установки, вырабатывающей напряжение 16-21 В, и обеспечивать выходное постоянное напряжение 14,8 В для схемы 116 выбора источника питания. В других вариантах осуществления предусмотрена возможность использовать другие напряжения, обеспечивающие согласованную работу с другими солнечными энергетическими установками.

В рабочем режиме, использующем энергию батареи, к внутреннему ключу 112 от батареи 122 подается постоянное напряжение, причем оба ключа 110, 112 находятся в положениях, соответствующих подключению выхода батареи к входу драйвера 106 светодиодов. В одном из вариантов система освещения выполнена с возможностью работать от батареи, имеющей выходное напряжение 11,5-13,5В, однако в других вариантах можно использовать батареи с другими напряжениями. По меньшей мере в одном варианте осуществления система освещения выполнена с возможностью работать от наружной батареи, что позволяет использовать более габаритные батареи, обладающие повышенной емкостью. Однако в других вариантах осуществления в добавление к наружной батарее или вместо нее можно применить внутреннюю батарею.

Схема 108 детектирования детектирует доступность переменного тока и солнечной энергии. В одном из вариантов данная схема управляет схемой 116 выбора источника питания, что позволяет выбрать режим работы от солнечного источника питания в ситуации, когда доступны как переменное напряжение, так и солнечная энергия. В результате такого выбора система 100 освещения будет функционировать более экономичным образом. Кроме того, чтобы обеспечить работу в режиме высокой мощности в ситуации, когда доступны или энергия переменного напряжения, или солнечная энергия, схема 108 подает сигнал на схему 104 управления уровнями выходной мощности. Если и та, и другая энергии недоступны, схема 108 детектирования управляет схемой 104 таким образом, чтобы обеспечить работу в режиме малой мощности. Функционирование системы освещения в режиме работы с батареей при малой мощности позволяет увеличить срок службы батареи. В одном из вариантов осуществления схема 104 управления уровнями выходной мощности выполнена с использованием параллельных резисторов, включенных последовательно по отношению к светодиодной матрице, а для управления сопротивлением такой последовательной цепочки, ограничивающей ток, который поступает к светодиодной матрице, использован ключ (например, транзистор). В одном из вариантов суммарный ток, проходящий через светодиодную матрицу, составляет 580 мА в режиме высокой мощности и снижается до 500 мА в режиме малой мощности. Однако в других вариантах осуществления в зависимости от количества и типа светодиодов, установленных в матрице, предусмотрена возможность использования других уровней рабочего тока.

В группе вариантов светодиодная матрица 102 выполнена в формате 3×30 светодиодов, расположенных близко друг к другу (см. фиг.2). В одном из таких вариантов три ряда разнесены на 6,985 мм, а расстояние между светодиодами в каждом ряду равно 8,6 мм, причем диаметр каждого светодиода составляет 5 мм. В одном из вариантов светодиоды имеют прямое напряжение 3,0-3,5В, пиковый прямой ток 20 мА, обратное напряжение 5 В, обратный ток 10 мкА, силу света 1500-2000 мкд и излучают белый свет с длиной волны в максимуме, соответствующей цветовой температуре 5800 K. В других вариантах предусмотрена возможность использовать светодиоды с другими характеристиками. Кроме того, в одном из вариантов осуществления применены зеленый, красный и желтый светодиоды, причем светящийся зеленый светодиод указывает на то, что энергия от сети или от панели солнечных элементов доступна и происходит зарядка батареи; светящийся желтый светодиод указывает на то, что батарея полностью зарядилась, а светящийся красный светодиод указывает на то, что батарея полностью разряжена и нагрузка от нее отключена.

Как показано на фиг.1, ключ 110 режима является шнуровым выключателем. Посредством этого выключателя пользователь может подавать и отключать питание системы 100 освещения. В варианте, представленном на данном чертеже, такой ключ включен между выходом схемы 116 выбора источника питания, внутренним ключом 112 и драйвером 106 светодиодов.

В одном из вариантов внутренний ключ 112 является управляемым и представляет собой, например, диод. Управлять данным ключом можно, подавая на него прямое или обратное смещение. Обратное смещение, отключающее драйвер 106 от батареи 122, подается, когда доступна энергия от БПНП 120 и/или от преобразователя 118 постоянного тока в постоянный. Прямое смещение отвечает ситуации, когда энергия от БПНП 120 и/или преобразователя 118 недоступна, и система 100 освещения получает питание от батареи 122. В одном из вариантов ключ 112 управляется таким образом, что он находится в разомкнутом положении, если доступна солнечная энергия или переменное напряжение. В противном случае ключ 112 замыкается, переключая драйвер 106 светодиодов на батарею 122. В одном из вариантов схема 114 мониторинга батареи 122, подключенная к выходу батареи и к схеме 106, отслеживает остаточный заряд батареи и подает на драйвер 106 команду на отключение подачи энергии на светодиодную матрицу 102, если батарея разряжена до уровня 50% своего полного заряда. Красная индикация означает, что при включенных светодиодах ключ 110 замкнут, но батарея разряжена до уровня 50% своего полного заряда. В других вариантах этот предел может составлять 80%.

На фиг.3 осветительное светодиодное устройство 200 по одному из вариантов осуществления представлено с пространственным разделением компонентов, а на фиг.4 и 5 оно же показано в перспективных изображениях. Внутри устройства 200 размещены все компоненты, приведенные на функциональной блок-схеме системы 100 освещения, кроме батареи, источника переменного тока и солнечного источника питания. Эти компоненты по отношению к осветительному светодиодному устройству являются внешними и на фиг.3 не показаны. Устройство 200 содержит переднюю крышку 202, кожух 204, плату 206 светодиодов, плату 208 блока преобразования напряжения питания (БПНП), плату 210 драйвера светодиодов, плату 211 солнечного источника питания (СИП), заднюю крышку 212, входной терминал 214 для энергии от СИП, входной терминал 215 для энергии от батареи и входной терминал 216 для энергии от источника ПТ. Кроме того, у устройства 200 имеются шнуровой выключатель 218, а также три светодиодных индикатора 219. В одном из вариантов устройство 200 собрано в единый модуль с использованием винтов 217, как это показано на фиг.3.

Как более подробно описано далее, по меньшей мере в некоторых вариантах осуществления осветительное светодиодное устройство 200 имеет модульную конструкцию и выполнено с возможностью расширения согласно нескольким версиям. Предусмотрена возможность изменять содержащуюся в устройстве электронику, основываясь на конкретной версии устройства. Более конкретно, чтобы изменить версию устройства, можно удалить или добавить плату БПНП и плату солнечного источника питания. Чтобы облегчить согласованное изменение, связанное с этими платами, в одном из вариантов сопряжение между ними выполнено в виде гибких кабелей, которые снабжены концевыми разъемами, присоединяющими кабели к платам. Как показано на фиг.3, плата драйвера светодиодов, а также платы солнечного источника питания и БПНП прикреплены к задней крышке 212.

В одном из вариантов плата светодиодов представляет собой светодиодную матрицу 102, установленную на печатной плате, электрически соединенной с платой 210 драйвера светодиодов. В собранном устройстве светодиодная матрица прикреплена к передней стороне кожуха 204.

В одном из вариантов кожух 204 и задняя крышка 212 выполнены из пластика ABS Abstron IM 17A, а передняя крышка 202 - из прозрачного пластика РММА 876G. В других вариантах осуществления для крышек 202, 212 и кожуха 204 можно использовать другой пластиковый материал. На фиг.4 передняя крышка показана в рабочем (т.е. закрытом) положении, а на фиг.5 она представлена в открытом положении, позволяющем очистить ее от любой скопившейся пыли.

Входные терминалы 214, 215 и 216 обеспечивают соединение соответственно с солнечным источником питания, батареей и источником переменного тока.

В одном из вариантов осветительное устройство рассчитано на закрепление его задней крышки в горизонтальном положении на стене комнаты. В этом варианте матрица светодиодов выполнена так, что ее плата располагается относительно стены под углом 231, равным 15° (см. фиг.6, где представлено осветительное светодиодное устройство 200, прикрепленное к стене 230 комнаты). Было показано, что установка устройства 200, светодиодная матрица 102 которого содержит светодиоды с описанными выше характеристиками, на высоте примерно 2,5 м от пола обеспечивает освещение, достаточное для удовлетворения бытовых потребностей при площади комнаты 3,6×3,6 м. В комнатах с большей площадью можно использовать несколько таких устройств, причем предусмотрена возможность установки этих устройств вместе с их светодиодными матрицами под разными углами и на разной высоте.

Как уже упоминалось, в одном из вариантов осветительное светодиодное устройство 200 можно выполнить в модульном варианте с возможностью несложной трансформации между четырьмя различными версиями. Модульное исполнение позволяет обеспечить рентабельное функционирование устройства, эффективно согласующее его использование с интересами пользователя на основе количества энергии, приемлемого для пользователя, причем ему предоставлена возможность приобрести электронику, необходимую только для согласования имеющихся у него источников энергии. В одном из вариантов осуществления предусмотрены следующие четыре версии: (1) светодиодная лампа, получающая питание только от батареи, (2) светодиодная лампа, получающая питание от источника переменного тока при наличии резервной батареи, (3) светодиодная лампа, получающая питание от панели солнечных элементов при наличии резервной батареи, и (4) светодиодная лампа, при наличии резервной батареи получающая питание от источника переменного тока или от панели солнечных элементов. Версия 1 рассматривается как базовый вариант, который при усилении дополнительной электроникой может быть расширен до уровня версий 2 или 3. Каждая из версий 2, 3 считается промежуточной, поскольку ее можно расширить до продвинутой версии 4. На рассмотренной выше фиг.1 представлена функциональная блок-схема версии 4, т.е. продвинутой версии применительно к одному из вариантов осуществления изобретения.

На фиг.7 и 8 показаны функциональные блок-схемы различных версий светодиодного осветительного устройства 200 с указанием различий между ними. В этих блок-схемах цифровые обозначения блоков (функциональных схем) совпадают с обозначениями, использованными на фиг.1. Базовая версия 300 содержит светодиодную матрицу 102, драйвер 106 светодиодов, схему 114 мониторинга (и контроля) батареи и батарею 122, которая может быть внутренней или более габаритной наружной, обеспечивающей дополнительную электрическую емкость. В одном из вариантов в базовой версии имеется также схема 108 детектирования и схема 104 управления уровнями выходной мощности (см. фиг.1).

Как показано на фиг.7, предусмотрена возможность расширения базовой версии до уровня промежуточной версии (2) 302 или (3) 304 путем присоединения дополнительных функциональных модулей, соответственно 308 или 309. Модуль 308 содержит схему 116 выбора источника питания, БПНП 120 и источник 126 переменного тока. Модуль 309 содержит схему 116 выбора источника питания, преобразователь 118 постоянного тока в постоянный и солнечный источник 124 питания. В ряде вариантов в светодиодном осветительном устройстве нет источника переменного тока, но вместо этого для его подключения добавлен соответствующий соединитель. Аналогичным образом, вместо добавления к светодиодному осветительному устройству панелей солнечных элементов и соответствующих сопутствующих средств предусмотрено наличие соединителя для подключения к источнику солнечной энергии.

Как показано на фиг.8, предусмотрена возможность расширить любую из промежуточных версий до уровня продвинутой версии 310 путем добавления функций, реализуемых функциональным модулем 312 или 314. Модуль 312 содержит преобразователь 118 постоянного тока в постоянный и солнечный источник 124 питания. Модуль 314 содержит БПНП 120 и источник 126 переменного тока.

В описанном модульном варианте осуществления схема 116 выбора источника питания отсутствует в базовой версии, но имеется в обеих промежуточных версиях. В другом варианте осуществления эта схема 116 является компонентом базовой версии, и соответственно ее нет в модулях, добавляемых к базовой версии для формирования промежуточных версий. В таком варианте осуществления светодиодное осветительное устройство 200 по фиг.3 можно выполнить в базовой версии с платой драйвера светодиодов, причем данная плата расположена в кожухе, из которого удалены как плата БПНП, так и плата солнечного источника питания. Устройство 200 расширяется до уровня версии (2) путем добавления в кожух первой из этих плат. Предусмотрена возможность расширить осветительное устройство из версии (2) до уровня версии (4), добавив во внутренний объем кожуха плату солнечного источника питания. Версию (3) реализуют путем добавления платы солнечного источника питания к версии (1), причем после этого ее можно расширить до уровня версии (4), добавив плату БПНП.

Возможность расширения светодиодного осветительного устройства 200 позволяет пользователю приобрести доступное ему осветительное устройство для удовлетворения текущих потребностей и расширять его по мере появления доступа к дополнительным источникам энергии. Модульная структура устройства упрощает также его изготовление, поскольку вместо изготовления четырех раздельных устройств можно просто трансформировать единственное базовое устройство в четыре различные версии.

В представленных вариантах осуществления осветительного устройства в качестве источника света использованы светодиоды. В других вариантах предусмотрена возможность вместо светодиодов применить флуоресцентные лампы, лампы накаливания и другие источники света.

В представленных вариантах осуществления обсуждаются три исходных источника энергии, а именно электрическая сеть переменного тока, электрическая батарея и Солнце. В других вариантах осуществления предусмотрена возможность сконфигурировать осветительные устройства для работы также и с другими источниками энергии, в том числе с топливными элементами и энергией ветра.

Любые указания, касающиеся вариантов осуществления, элементов или функций систем и способов и относящиеся в данном описании к единственному числу, могут охватывать также и варианты осуществления, содержащие несколько таких элементов, а любые указания, касающиеся любого варианта осуществления, элемента или функции и относящиеся в данном описании к множественному числу, могут охватывать также и варианты осуществления, содержащие только единичный элемент. Ссылки на единственную или множественную форму не следует рассматривать как ограничивающие единственной или множественной формой представленные в описании системы или способы, а также их компоненты, функции или элементы.

Любой вариант, рассмотренный в данном описании, можно комбинировать с любым другим вариантом, причем такие термины, как "вариант", "некоторые варианты", "альтернативный вариант", "различные варианты осуществления", "один из вариантов осуществления" или другие подобные термины не обязательно являются взаимоисключающими и означают, что конкретные особенность, конструкция или характеристика, приведенные в связи с конкретным вариантом осуществления, могут содержаться по меньшей мере в одном варианте осуществления. Не обязательно, чтобы все термины, использованные в данном описании, относились к одному и тому же варианту. Предусмотрена возможность комбинировать любой вариант осуществления с любым другим вариантом любым образом, совместимым с приведенными в данном описании аспектами и вариантами осуществления.

Союз "или" можно рассматривать как охватывающий в том смысле, что любые выражения, включающие термины, связанные этим союзом, могут охватывать (а) единственный термин, (б) более одного термина, (в) все упомянутые термины.

В тех случаях, когда признаки, приведенные на чертежах или в описании, сопровождаются цифровыми обозначениями, эти обозначения приведены исключительно для большей ясности чертежей, описания и пунктов формулы. Соответственно отсутствие цифровых обозначений не ограничивает объема любого из пунктов формулы изобретения.

Выше был описан в различных аспектах по меньшей мере один вариант осуществления изобретения. Однако специалистам в этой области будут очевидны различные альтернативы, модификации и улучшения, которые должны рассматриваться, как находящиеся в границах объема изобретения. Соответственно приведенное описание и чертежи представлены только в качестве примера.

1. Осветительное устройство, содержащее:
- первый вход для приема энергии, подводимой от первого источника энергии,
- второй вход для приема энергии, подводимой от второго источника энергии,
- третий вход для приема энергии, подводимой от третьего источника энергии,
- драйверную схему, подключенную к первому входу, второму входу и третьему входу, и
- источник света, подключенный к драйверной схеме и выполненный с возможностью обеспечивать излучение на выходе в результате получения энергии, подводимой драйверной схемой,
отличающееся тем, что драйверная схема выполнена с возможностью детектировать недоступность по меньшей мере первого или второго источника энергии и в качестве реакции обеспечивать функционирование источника света в режиме малой мощности и пониженной интенсивности, используя энергию, подводимую к третьему входу, и с возможностью детектировать доступность по меньшей мере первого или второго источника энергии и в качестве реакции обеспечивать функционирование источника света в режиме высокой мощности и повышенной интенсивности излучения, используя энергию, подводимую к первому или второму входу, при этом первый вход выполнен с возможностью принимать переменный ток, второй вход выполнен с возможностью принимать энергию от солнечной энергетической системы, а драйверная схема выполнена с возможностью детектировать доступность как переменного тока, так и солнечной энергии и в качестве реакции обеспечивать функционирование источника света в режиме высокой мощности и повышенной интенсивности, используя солнечную энергию.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что третий вход выполнен с возможностью принимать энергию от батареи, а осветительное устройство дополнительно содержит схему для зарядки батареи с использованием энергии, подводимой к первому или второму входу.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что дополнительно содержит по меньшей мере один световой индикатор, подключенный к третьему входу и выполненный с возможностью индикации работы осветительного устройства от батареи и индикацию времени, остающегося для работы в режиме, использующем батарею.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что драйверная схема содержит:
- первый схемный модуль, установленный в кожухе, подключенный к источнику света и к третьему входу и выполненный с возможностью подачи энергии к источнику света, чтобы обеспечить излучение света указанным источником, при этом первый схемный модуль выполнен с возможностью принимать постоянный ток,
- второй съемный схемный модуль, установленный в кожухе с возможностью его извлечения и выполненный с возможностью принимать переменный ток с первого входа и подавать постоянный ток на первый схемный модуль,
- третий съемный схемный модуль, установленный в кожухе с возможностью его извлечения и выполненный с возможностью принимать со второго входа постоянный ток, соответствующий первому напряжению, и подавать на первый схемный модуль постоянный ток, соответствующий второму напряжению.

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что источник света содержит светодиодную матрицу.

6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что дополнительно содержит первый кабель для подключения первого схемного модуля ко второму съемному схемному модулю.

7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что дополнительно содержит второй кабель для подключения первого схемного модуля к третьему съемному схемному модулю.

8. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что дополнительно содержит светодиодные индикаторы, подключенные к первому схемному модулю и выполненные с возможностью обеспечить индикацию времени, остающегося для работы с батареей.

9. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что первый схемный модуль выполнен с возможностью детектировать прекращение подачи переменного тока на первый вход или прекращение подачи постоянного тока на второй вход и в качестве реакции обеспечивать функционирование источника света в режиме малой мощности.

10. Способ освещения комнаты, включающий следующие операции:
- обеспечивают наличие источника света,
- подключают источник света к первому источнику энергии,
- обеспечивают функционирование источника света в режиме высокой мощности, подводимой от первого источника энергии, отличающийся тем, что
- детектируют непригодность первого источника энергии к использованию,
- в ответ на детектирование указанной непригодности обеспечивают функционирование источника света в режиме пониженной интенсивности и малой мощности, подводимой от батареи, при этом источник света выполняют с первым входом для приема энергии, подводимой от источника переменного тока, и вторым
входом для приема энергии, подводимой от солнечного источника питания, при этом способ включает детектирование доступности как энергии, подводимой от источника переменного тока, так и энергии, подводимой от солнечного источника питания, и в качестве реакции осуществление функционирования источника света с использованием энергии, подводимой от солнечного источника питания.

11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что источник света содержит светодиодную матрицу, функционирование источника света в режиме высокой мощности предусматривает обеспечение светодиодной матрицы электрическим током, имеющим первый уровень, а функционирование источника света в режиме малой мощности предусматривает обеспечение светодиодной матрицы электрическим током, имеющим второй уровень, который ниже, чем первый уровень.

12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что дополнительно включает детектирование функционирования в режиме малой мощности и индикацию функционирования в режиме малой мощности, а также индикацию времени, остающегося для работы в режиме малой мощности.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электронной техники. Техническим результатом является повышение надежности, снижение потерь и улучшение динамических показателей, таких как уровень перенапряжения и интервал переходного процесса, при деструктивных воздействиях и в момент подключения светодиодов.

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для использования в местах проведения подземных работ. Техническим результатом является расширение арсенала технических средств.

Изобретение относится к устройству для возбуждения светодиода, к прибору, содержащему устройство, и к способу для возбуждения светодиода. Технический результат заключается в осуществлении устройства для возбуждения светодиода с повышенной эффективностью.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при проектировании осветительных приборов, в конструкции которых задействованы энергосберегающие светодиодные модули.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при проектировании осветительных приборов, в конструкции которых задействованы энергосберегающие светодиодные модули.

Изобретение относится к осветительному устройству на светодиодах с управлением световым излучением. .

Изобретение относится к области электротехники и светотехники и использования электрической энергии для освещения улиц, зданий и подземных сооружений. .

Изобретение относится к способам и устройствам эксплуатации электрореактивных плазменных двигателей. .

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для освещения помещений, таких, например, как читальные залы, библиотеки, книгохранилища и др.

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к светотехническим приборам. .
Наверх