Устройство для управления светодиодными индикаторами, используемыми для подсвета пультов ла



Устройство для управления светодиодными индикаторами, используемыми для подсвета пультов ла
Устройство для управления светодиодными индикаторами, используемыми для подсвета пультов ла

 


Владельцы патента RU 2633531:

Акционерное общество "Авиаавтоматика" имени В.В. Тарасова" (RU)

Изобретение относится к светотехнике и электронной коммутации для обеспечения управлением яркостью свечения светодиодов (СД) для подсвета знаков и надписей на лицевой панели пультов, используемых в бортовом оборудовании летательных аппаратов (ЛА) с изменяющейся внешней засветкой, а также для СД, используемых в качестве источников световой индикации. Технической задачей изобретения является обеспечение и поддерживание светотехнических характеристик СД по выбранному уровню яркости в диапазоне от 0 до 100% и изменяющемуся по линейному закону, пропорционально величине управляющего входного напряжения. Техническим результатом является формирование яркости СД в зависимости от уровня управляющего входного напряжения с формированием длительности ШИМ сигналов и обеспечением стабильного тока через СД независимо от температуры окружающей среды и длительности наработки (или состояния старения) кристаллов СД. Технический результат достигается тем, что устройство для управления светодиодными индикаторами, используемыми для подсвета пультов ЛА, содержит аналоговый сумматор, выход которого подключен к входу ШИМ контроллера, выход ШИМ контроллера подключен к усилителю ШИМ, который состоит из электронного ключа на полевом транзисторе для питания узла светодиодов снизу и токового стабилизатора для питания узла светодиодов сверху; причем токовый стабилизатор состоит из регулятора тока, управляемого фотодатчиком, который в качестве обратной связи по контролю за яркостью свечения одного из светодиодов узла обеспечивает контроль за величиной тока, проходящего через светодиоды для поддержания необходимого уровня яркости свечения светодиодов, причем внешний управляющий вход соединен с входом аналогового сумматора. 1 ил.

 

Изобретение относится к светотехнике и электронной коммутации для обеспечения управлением яркостью свечения светодиодов (СД) для подсвета знаков и надписей на лицевой панели пультов, используемых в бортовом оборудовании летательных аппаратов (ЛА) с изменяющейся внешней засветкой, а также для СД, используемых в качестве источников световой индикации.

Известно техническое решение (патент №2539317 C2. Способ и устройство для управления уровнями уменьшения силы света светодиодов).

Недостатком данного изобретения являются большие потери мощности при управлении при превышении или понижении порогового уровня на световую нагрузку из-за шунтирующего переключателя, используемого для отвода части выходного тока от преобразователя.

В качестве прототипа выбрано техническое решение (патент №2313135 C2. Регулятор светодиода, способ управления светодиодом и устройство возбуждения светодиода).

Недостатком является то, что регулятор обеспечивает изменение силы света СД путем динамического регулирования тока СД без привязки к уровню входного управляющего напряжения. Регулятор содержит измеряющий блок, управляющий блок и возбуждающий блок. Измеряющий блок выполнен с возможностью измерения силы света светодиода (СД) и выдачи соответствующего сигнала измерения в управляющий блок. Управляющий блок выполнен с возможностью выдачи управляющего сигнала в возбуждающий блок в соответствии с сигналом измерения. Возбуждающий блок выполнен с возможностью возбуждения СД согласно управляющему сигналу.

Технической задачей изобретения является обеспечение и поддерживание светотехнических характеристик СД по выбранному уровню яркости в диапазоне от 0 до 100% и изменяющемуся по линейному закону, пропорционально величине управляющего входного напряжения.

Техническим результатом является формирование яркости СД в зависимости от уровня управляющего входного напряжения с формированием длительности ШИМ сигналов и обеспечением стабильного тока через СД независимо от температуры окружающей среды и длительности наработки (или состояния старения) кристаллов СД.

Технический результат достигается тем, что устройство для управления светодиодными индикаторами, используемыми для подсвета пультов ЛА, содержащее аналоговый сумматор, выход которого подключен к входу ШИМ контроллера, выход ШИМ контроллера подключен к усилителю ШИМ, который состоит из электронного ключа на полевом транзисторе для питания узла светодиодов снизу и токового стабилизатора для питания узла светодиодов сверху; причем токовый стабилизатор состоит из регулятора тока, управляемого фотодатчиком, который в качестве обратной связи по контролю за яркостью свечения одного из светодиодов узла обеспечивает контроль за величиной тока, проходящего через светодиоды для поддержания необходимого уровня яркости свечения светодиодов, причем внешний управляющий вход соединен с входом аналогового сумматора.

ШИМ управление СД осуществляется от управляющего входного напряжения, которое подается на вход аналогового сумматора, выход с которого подключен к входу ШИМ контроллера, выход ШИМ контроллера посредством усилителя ШИМ подключен к нижнему входу питания узла светодиодов.

Верхний уровень питания узла светодиодов подключен к стабилизатору тока, организованного с использованием узла регулятора тока, управляемого посредством фотодатчика, включенного в цепь обратной связи (ОС) операционного усилителя для сопряжения с узлом регулятора тока. В результате корректируемая величина напряжения обратной связи, организованная по оптическому каналу от уровня свечения рабочего СД, преобразуется в напряжение на фотодатчике и соответственно усиливается на ОУ для корректировки тока блоком регулятора тока токового стабилизатора. Фотодатчик с усилителем на ОУ защищен от проникновения внешней засветки и для исключения влияния среднего тока на измерительный элемент фотодатчика, организовано стробирование регулятора тока ШИМ сигналами при отсутствии тока в узле светодиодов.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором приведена функциональная схема заявляемого устройства.

Функциональная схема устройства организована для обеспечения линейной характеристики изменения яркости свечения светодиодов (4), пропорциональной входному управляющему напряжению, следующим образом: управляющее входное напряжение с выхода блока (8) подключено к входу аналогового сумматора (1). Выход аналогового сумматора (1) подключен к входу ШИМ контроллера (2). Выход ШИМ контроллера (2) подключен к входу усилителя ШИМ (3). Выход усилителя ШИМ (3) подключен к нижнему выводу узла светодиодов (4) и регулятору тока (6) токового стабилизатора (7). Нижний вывод регулятора тока (6) подключен к верхнему выводу узла светодиодов (4). Фотодатчик с усилителем на ОУ (5) по оптическому каналу подключен к одному из рабочих светодиодов узла (4). Выход фотодатчика с усилителем на ОУ (5) подключен к регулятору тока (6) токового стабилизатора (7).

Аналоговый сумматор (1), на вход которого поступает управляющее входное напряжение блока (8), своим выходом подключен к входу ШИМ контроллера (2) и обеспечивает изменение входного управляющего напряжения в видоизмененный аналоговый уровень, форматированный для работы ШИМ контроллера (2). ШИМ контроллер (2) принимает видоизмененный аналоговый форматированный сигнал и формирует по выходу соответствующий регулирующий сигнал с определенными параметрами по величине длительности импульсов и паузы между ними, тем самым формируя длительность импульсов ШИМ управления. Сформированные ШИМ импульсы посредством усилителя ШИМ (3) подаются на нижний вывод узла светодиодов (4). Верхний уровень питания СД осуществляется посредством токового стабилизатора (7), состоящего из фотодатчика с усилителем на ОУ (5), подключенного по оптическому каналу к одному из рабочих светодиодов (4), и регулятором тока (6), работающего в синхронном режиме от усилителя ШИМ (3) токовому стабилизатору (7). Такое построение устройства обеспечивает стабильное регулирование параметров яркости СД (4) в широком диапазоне питающего напряжения, изменения температуры окружающей среды и компенсирует параметры СД(4), влияющие на процесс старения кристаллов.

Устройство работает следующим образом.

На вход устройства из блока управляющего входного напряжения (8) поступает регулируемое оператором управляемое входное напряжение.

Входом блока является вход аналогового сумматора (1), в котором реализуется сопряжение управляющего входного напряжения (8) в видоизмененный масштабированный аналоговый потенциальный уровень с необходимым рабочим диапазоном (от верхнего 100% до нижнего 0%). По выходному уровню аналогового сумматора (1) выполняется управление входом ШИМ контроллера (2). В зависимости от уровня входного аналогового форматированного напряжения ШИМ контроллер (2) по выходу формирует соответствующий ШИМ сигнал с определенной длительностью и периодом следования импульсов. С выхода ШИМ контроллера (2) полученные ШИМ сигналы поступают на вход усилителя ШИМ (3), организованного на электронном ключе с полевым транзистором. Сигналы с усилителя ШИМ (3) подключены на нижний уровень питания светодиодов (4). Питание верхнего вывода (уровня) светодиодов (4) организовано посредством стабилизатора тока (7), состоящего из фотодатчика с усилителем на ОУ (5). Фотодатчик с усилителем на ОУ (5) подключен по оптическому каналу к одному из рабочих светодиодов (4). Выход фотодатчика с усилителем на ОУ (5) соединен с регулятором тока (6) для изменения величины прямого тока через СД. Для исключения ошибки по контролю величины прямого тока питания СД (4) регулятор тока (6) работает в синхронном режиме с усилителем ШИМ (3).

Фотодатчик с усилителем на ОУ (5) подключен по схеме инвертирующего усилителя с изменяющимся коэффициентом усиления. По мере изменения яркости светодиодов (4) ток через светодиоды (4) посредством регулятора тока корректируется, в результате изменения сопротивления фоточувствительного элемента в обратной связи ОУ достигается следующее соотношение:

Кy=Rcв/R1,

где Ку - коэффициент усиления ОУ;

Rсв, R1 – элементы, задающие коэффициент усиления ОУ;

Rсв - сопротивление светочувствительного элемента в обратной связи ОУ.

При этом токовый стабилизатор (7) за счет ОС обеспечивает поддержание необходимого тока управления питанием СД в широком диапазоне питающих напряжений, изменения температуры окружающей среды и в процессе старения кристалла путем изменения коэффициента усиления ОУ, и в результате изменения сопротивления фоточувствительного элемента в обратной связи ОУ.

Устройство для управления светодиодными индикаторами, используемыми для подсвета пультов летательных аппаратов (ЛА), характеризующееся тем, что содержит аналоговый сумматор, выход которого подключен к входу ШИМ контроллера, выход ШИМ контроллера подключен к усилителю ШИМ, который состоит из электронного ключа на полевом транзисторе, выход усилителя ШИМ подключен к нижнему выводу блока светодиодов и регулятору тока токового стабилизатора; причем токовый стабилизатор состоит из регулятора тока и управляемого фотодатчика, который по оптическому каналу подключен к одному из рабочих светодиодов блока светодиодов, а внешний управляющий вход соединен с входом аналогового сумматора.



 

Похожие патенты:

Предложено средство защиты для обеспечения безопасности осветительного устройства. Измеряют электрический параметр путем возбуждения осветительного устройства с конкретными уставками возбуждения и сравнивают его с оценочным ожидаемым значением электрического параметра таким образом, что в случае обнаруженного системного отказа могут быть обеспечены выдача сигнала предупреждения об опасности или отключение.

Изобретение относится к возбудителю освещения для возбуждения одного или более источников света, в частности светодиодных (СИД) источников света, и к блоку освещения, включающему в себя возбудитель освещения.

Изобретение относится к задающей схеме для возбуждения нагрузки, причем нагрузка содержит по меньшей мере один светоизлучающий диод (СИД). Техническим результатом является снижение потерь энергии и уменьшение помех.

Изобретение относится к области светотехники. Раскрыты способы и устройство, относящиеся к осветительному устройству на основе светоизлучающих диодов (СИД), имеющему сенсорную светоизлучающую поверхность, к которой может прикасаться пользователь для изменения характеристик светоотдачи СИД осветительного устройства.

Изобретение относится к области светотехники. Схема драйвера LED (светоизлучающих диодов) содержит, по меньшей мере, одну цепочку (10) LED (12), соединенных последовательно, и источник питания, для преобразования напряжения сети переменного тока в выходное напряжение (Uвых), прикладываемое к упомянутой, по меньшей мере, одной цепочке (10) LED.

Изобретение относится к области светотехники. Способ направления света к светочувствительной поверхности содержит этапы, на которых: ассоциируют первый датчик светочувствительной поверхности по меньшей мере с одним из множества светоформирующих светодиодов; ассоциируют второй датчик упомянутой светочувствительной поверхности по меньшей мере с одним из упомянутого множества светоформирующих светодиодов; отслеживают интенсивность света первого датчика для упомянутого первого датчика и интенсивность света второго датчика для упомянутого второго датчика; обнаруживают заблокированное состояние первого датчика в упомянутом первом датчике, когда упомянутая интенсивность света первого датчика ниже порогового уровня для первого датчика; формируют первый световой выход по меньшей мере из одного из упомянутых светоформирующих светодиодов, ассоциированных с упомянутым первым датчиком, когда упомянутый первый датчик находится в упомянутом заблокированном состоянии первого датчика; обнаруживают заблокированное состояние второго датчика в упомянутом втором датчике, когда упомянутая интенсивность света второго датчика ниже порогового уровня для второго датчика; и формируют второй световой выход по меньшей мере из одного из упомянутых светоформирующих светодиодов, ассоциированных с упомянутым вторым датчиком, когда упомянутый второй датчик находится в упомянутом заблокированном состоянии второго датчика.

Изобретение относится к области светотехники. Техническим результатом является повышение безопасности использования.

Изобретение относится к способу и схеме для возбуждения матрицы излучающих элементов, например лазерных диодов или светодиодов. Техническим результатом является обеспечение способа и устройства для управления матрицей VCSEL или матрицей излучающих элементов других типов, посредством которых обеспечивается матрица с высокой плотностью мощности и/или высоким быстродействием.

Изобретение относится к адаптационной схеме для подсоединения световой схемы к балластной схеме. Техническим результатом является возможность заменять газоразрядные лампы световыми схемами со светоизлучающими диодами при сохранении балластных схем, предназначенных для подсоединения к газоразрядным лампам.

Изобретение относится к способу и устройству для возбуждения цепочки светодиодов из первого светодиодного сегмента (11) и по меньшей мере одного дополнительного светодиодного сегмента (12, 13, 14), соединенных последовательно.

Изобретение относится к области светотехники. Техническим результатом является увеличение долговечности источника света с органическими люминесцентными материалами. Пакет (100) слоев содержит первый внешний слой (102), второй внешний слой (106) и люминесцентный слой (104). Первый внешний слой (102) и второй внешний слой (106) представляют собой полимерный материал, пропускающий свет, со скоростью пропускания кислорода ниже 30 см3/(м2⋅день), измеренной при стандартной температуре и давлении (СТД). Люминесцентный слой (104) расположен между первым внешним слоем (102) и вторым внешним слоем (106) и содержит матричный полимер, пропускающий свет, и люминесцентный материал (108), выполненный с возможностью поглощения света в соответствии со спектром поглощения и преобразования части поглощенного света в свет спектра светового излучения. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к светотехнике и позволяет осуществлять питание светодиодных светильников непосредственно от внешних бытовых электросетей. Технический результат - возможность эксплуатации светодиодного излучателя с высоким КПД излучения напрямую от источников переменного тока без использования стабилизатора тока. Интегральный светодиодный излучатель содержит корпус с электрическими выводами для подключения к источнику питания и размещенные в корпусе и подключенные к электрическим выводам через выпрямитель светоизлучающий модуль и контроллер управления ключами, светоизлучающий модуль представляет собой участок электрической цепи из последовательно соединенных N светодиодных элементов, каждый из которых содержит светодиодный блок с определенным количеством светодиодов, последовательно соединенных внутри блока, и подключенный параллельно со светодиодным блоком ключ, контроллер имеет N+2 выводов, причем двумя выводами он соединен с электрическими выводами на корпусе, а каждый из остальных N выводов подключен к ключу соответствующего светодиодного элемента. При этом светодиодный блок любого светодиодного элемента может содержать не менее двух параллельно соединенных участков электрической цепи, каждый - из одинакового количества последовательно соединенных светодиодов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх