СВЕТОДИОДНЫЙ ОСВЕТИТЕЛЬ "ЭКОН-Т" Российский патент 2009 года по МПК H05B37/00 

Светодиодный осветитель относится к устройствам для освещения помещений, таких, например, как читальные залы, библиотеки, книгохранилища и др.

Известен светодиодный осветитель, выбранный в качестве ближайшего аналога, содержащий понижающий преобразователь напряжения, выпрямительный диодный мост, элемент для управления подачи энергии, по меньшей мере, один светодиод, емкостный фильтр, аккумуляторную батарею со стабилизатором напряжения и фотоэлектрический преобразователь с элементом для контроля освещенности (см. RU 60293 от 10.01.2007).

Известны также светильники для освещения помещений с использованием ламп дневного света. Но, к сожалению, они требуют для своего запуска дроссельно-стартерную или электронную пускорегулирующую аппаратуру. Недостатки таких систем - стробоскопический эффект - мерцание, пульсация, утомляемость для глаз человека, нестабильность работы в условиях низких температур, сложность и неэкологичность утилизации из-за содержания в них паров ртути.

Технической задачей предложенного изобретения является разработка светодиодного осветителя, который мог бы быть использован в корпусах светильников вместо ламп накаливания, ламп дневного света и т.п. и имеющего повышенные показатели его работы, такие как экономичность, долговечность, надежность и экологичность.

Техническая задача изобретения решается благодаря тому, что светодиодный осветитель содержит преобразователь напряжения, выпрямительный диодный мост, емкостной фильтр и, по меньшей мере, один светодиод, при этом указанные элементы размещены на печатной плате, расположенной внутри светопроницаемого корпуса, выполненного с токоподводящими выводами.

Также светодиоды предпочтительно распределены равномерно по всей длине печатной платы, обеспечивая равномерность светового потока.

Корпус может быть выполнен в виде трубки, например, округлой, овальной, прямоугольной или квадратной формы.

В случае применения светодиодного осветителя в корпусах светильников, содержащих токоподводящие коммутирующие разъемы или разъемы в виде резьбового цоколя Эдисона, в светодиодном осветителе токоподводящие выводы могут быть выполнены с одной из сторон корпуса в виде коммутационного разъема или в виде резьбового цоколя Эдисона.

Кроме того, токопроводящие выводы могут быть расположены с двух противоположных сторон корпуса и выполнены в виде коммутационных проводов или штыревых соединительных элементов.

Преобразователь напряжения может быть соединен, по меньшей мере, с одним светодиодом через выпрямительный диодный мост и элемент для управления подачи энергии, емкостный фильтр включен между выпрямительным диодным мостом и светодиодом, а параллельно к каждому светодиоду подключен конденсатор, значительно стабилизирующий работу каждого светодиода.

Кроме того, преобразователь напряжения может быть 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).

Предлагаемый осветитель представляет собой законченное изделие и может быть применено в корпусах светильников вместо ламп дневного света, ламп накаливания и т.п., обычной заменой применительно к штатным существующим в корпусах светильников разъемам.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично показано соединение элементов светодиодного осветителя, расположенных на печатной плате; на фиг.2 - понижающий преобразователь напряжения; на фиг.3 (а, б) схематично показан светодиодный светильник с токопроводящими выводами с одной из сторон корпуса в виде штыревого коммутационного разъема и резьбового цоколя Эдисона соответственно; на фиг.4 схематично показан светодиодный светильник с расположенными с двух противоположных сторон корпуса токопроводящими выводами.

Светодиодный осветитель содержит размещенный на печатной плате 1 бестрансформаторный статический понижающий преобразователь 2 напряжения, состоящий, в свою очередь, из, по меньшей мере, одного конденсатора 3 с параллельно подключенным к нему, по меньшей мере, одним шунтирующим резистором 4 и, по меньшей мере, одного токоограничивающего резистора 5 (фиг.2). Понижающий преобразователь 2 напряжения выполнен по схеме реактивного сопротивления с последующим выпрямлением тока и стабилизацией его уровня. На печатной плате 1 также размещены выпрямительный диодный мост 6, последовательно соединенный с преобразователем 2 напряжения, емкостный фильтр 7, параллельно установленный в цепь между выпрямительным диодным мостом 6 и светодиодом 8 (группой светодиодов), при этом к каждому светодиоду 8 (группе светодиодов) параллельно подключен конденсатор 9, значительно стабилизирующий работу каждого светодиода 8 (фиг.1), т.к. вольт-амперные характеристики у всех светодиодов 8 разные и влияние нестабильности питающей сети отрицательно сказывается на времени и качестве свечения светодиода 8. В данном случае дополнительный конденсатор 9 (буфер) позволяет исключить деградацию (уменьшение светового потока) светодиода 8 со временем и значительно увеличить срок службы изделия в целом. Также в схему светодиодного осветителя после выпрямительного моста 6 введен элемент 10 для управления подачи энергии, служащий для обеспечения включения и выключения светодиода 8. Емкостный фильтр 7 предназначен для сглаживания низкочастотных пульсаций выпрямленного напряжения и устранения влияния нестабильности, всплесков или провалов питающего напряжения на режим работы светодиода 8.

Печатная плата 1 с размещенными на ней всеми вышеперечисленными элементами расположена внутри светопроницаемого корпуса 11, выполненного в виде трубки, имеющей, например, округлую, овальную, прямоугольную или квадратную форму. На корпусе 11 либо с одной из сторон расположены токопроводящие выводы 12 в виде коммутационного разъема или в виде резьбового цоколя Эдисона (фиг.3а, б), либо с двух противоположных сторон, выполненные в виде коммутационных проводов или штыревых соединительных элементов (фиг.4).

Исполнение светодиодного осветителя в корпусах 11, содержащих токоподводящие выводы 12, выполненные в виде коммутационных проводов или штыревых соединительных элементов с двух противоположных сторон, позволяет с успехом применять его для замены ламп дневного света в существующих корпусах светильников и не требовать замены самого корпуса светильника, что является существенной статьей экономии при проведении электромонтажных и ремонтных работ. В данном случае переменное напряжение подается напрямую на трубчатый светильник, исключая из схемы уже существующие дроссели и стартеры путем несложной перекоммутации и возможные ошибки при подключении питающей сети (перепутывании фазы/ноль), т.к. токоподводящие коммутирующие выводы расположены на противоположных сторонах, что обеспечивает простоту монтажа.

Напряжение, поступающее на группу светодиодов 8, 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 8 и, соответственно, стабилизация яркости их свечения.

Отсутствие в спектре свечения светодиодов ультрафиолетового и инфракрасного излучения делает его незаменимым для освещения читальных залов, библиотек, книгохранилищ и хранилищ других ценностей, где присутствие ультрафиолетового и инфракрасного излучений недопустимо.

Благодаря понижающему стабилизированному преобразователю 2 напряжения при питании светодиодов 8 их ток ограничен оптимальными значениями, соответственно, срок службы в целом такого светодиодного светильника соответствует времени свечения светодиода 8 при необходимом заданном токе - около 100000 часов, что в 5-7 раз больше срока службы даже так называемых энергосберегающих люминесцентных ламп, а по энергопотреблению сопоставимый по яркости светодиодный светильник экономичнее такого же с лампами дневного освещения в несколько раз.

Также техническим результатом при применении предлагаемой разработки в устройства для освещения является снижение потребляемой мощности от стационарной сети переменного тока и устранение отрицательно влияющих на окружающих людей факторов, связанных с применением ламп дневного света (мерцание, пульсация, сложность и неэкологичность утилизации).

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для освещения помещений, таких, например, как читальные залы, библиотеки, книгохранилища и др. Технический результат - расширение функциональных возможностей. Для достижения данного результата светодиодный осветитель содержит преобразователь напряжения, выпрямительный диодный мост, емкостный фильтр и светодиод, которые размещены на печатной плате. Плата расположена внутри светопроницаемого корпуса, выполненного с токоподводящими выводами. При этом корпус выполнен в виде трубки, а светодиоды равномерно распределены по всей длине печатной платы. Предлагаемый осветитель представляет собой законченное изделие и может быть применен в корпусах светильников вместо ламп дневного света и ламп накаливания. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Светодиодный осветитель, содержащий преобразователь напряжения, который через выпрямительный диодный мост соединен с, по меньшей мере, одним светодиодом, параллельно которому подключен емкостный фильтр, отличающийся тем, что его указанные элементы размещены на печатной плате, которая расположена внутри светопроницаемого корпуса, выполненного с токоподводящими выводами, при этом корпус выполнен в виде трубки, а светодиоды равномерно распределены по всей длине печатной платы.

2. Светодиодный осветитель по п.1, отличающийся тем, что токоподводящие выводы расположены с одной из сторон корпуса.

3. Светодиодный осветитель по п.2, отличающийся тем, что токоподводящие выводы выполнены в виде коммутационного разъема или в виде резьбового цоколя Эдисона.

4. Светодиодный осветитель по п.1, отличающийся тем, что токоподводящие выводы расположены с двух сторон корпуса.

5. Светодиодный осветитель по п.4, отличающийся тем, что токоподводящие выводы выполнены в виде коммутационных проводов или штыревых соединительных элементов.

6. Светодиодный осветитель по п.1, отличающийся тем, что преобразователь напряжения соединен, по меньшей мере, с одним светодиодом через выпрямительный диодный мост и элемент для управления подачи энергии, емкостный фильтр включен между выпрямительным диодным мостом и светодиодом, а параллельно к каждому светодиоду подключен конденсатор.

7. Светодиодный осветитель по п.6, 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.