УСТРОЙСТВО ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ И ОСВЕТИТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, ВКЛЮЧАЮЩЕЕ В СЕБЯ УСТРОЙСТВО ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ Российский патент 2012 года по МПК H05B37/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к устройству источника питания, пригодного для возбуждения полупроводникового светоизлучающего элемента, такого как светоизлучающий диод, и осветительному оборудованию, оснащенному этим устройством источника питания.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В последнее время в качестве источника питания для возбуждения полупроводникового светоизлучающего диода, такого как светоизлучающий диод, общераспространенным образом используются устройства источников питания, которые переключают мощность постоянного тока с использованием коммутационного элемента.

Устройство источника питания этого типа часто используется в осветительном оборудовании, имеющем функцию уменьшения силы света, которое может произвольно управлять количеством света источника света для освещения, например, в магазине. Такое осветительное оборудование обычно использует четырехпроводную систему уменьшения силы света в качестве системы уменьшения силы света. Это происходит потому, что, поскольку большое количество осветительного оборудования используется, например, в магазине, четырехпроводная система уменьшения силы света свободна от каких бы то ни было проблем формирования гармоник во входных токах в отличие от систем уменьшения силы света, основанных на фазовом управлении, и пригодна для одновременной эксплуатации большого количества оборудования.

В устройстве источника питания четырехпроводной системы уменьшения силы света элемент управления уменьшением силы света установлен как целая часть в так называемый настенный выключатель, обычно расположенный на поверхности стены. К механическому выключателю элемента управления уменьшением силы света присоединен генератор сигнала уменьшения силы света, который подает сигнал уменьшения силы света на нагрузку через питающую клемму. Этот генератор сигнала уменьшения силы света выдает сигнал уменьшения силы света, который подается на каждое осветительное оборудование. В таком устройстве источника питания, когда пользователь включает механический выключатель элемента управления уменьшением силы света, включается электропитание осветительного оборудования, и также одновременно включается электропитание генератора сигнала уменьшения силы света.

Не ставится никакой проблемы, когда операция включения механического выключателя включает (активирует питание) электропитание генератора сигнала уменьшения силы света одновременно с включением питания (активизацией питания) осветительного оборудования, с тем чтобы одновременно выдавать сигнал уменьшения силы света, таким образом одновременно добиваясь зажигания и уменьшения силы света осветительного оборудования. Однако, когда осветительное оборудование зажигается до того, как выдается сигнал уменьшения силы света, осветительное оборудование зажигается, в течение некоторого периода, в состоянии, в котором сигнал уменьшения силы света не вводится, раньше чем осветительное оборудование настраивается требуемым количеством света сигналом уменьшения силы света. Вообще, поскольку осветительное оборудование устанавливается для зажигания в состоянии полного освещения, когда не вводится никакого сигнала уменьшения силы света, оно зажигается в состоянии полного освещения всего лишь на мгновение, а затем переходит в состояние с уменьшенной силой света.

Поскольку осветительная цепь обычной электрогазоразрядной лампы создает состояние усиленного предварительного нагрева непосредственно после активизации питания и намеренно настроена на время не зажигать лампу, никаких серьезных проблем не ставится. Однако в осветительном оборудовании, которое использует полупроводниковый светоизлучающий элемент, такой как светоизлучающий диод, в качестве современного источника света, легко возникает явление вызова состояния полного освещения всего лишь на миг непосредственно после активации, обусловленное задержкой сигнала уменьшения силы света, имея следствием неестественный переходный процесс освещения в осветительном оборудовании. Отсюда товарная пригодность осветительного оборудования серьезно ухудшается.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить устройство источника питания, которое обеспечивает состояние устойчивого освещения полупроводникового светоизлучающего элемента и осветительного оборудования.

Согласно одному из аспектов настоящего изобретения предложено устройство источника питания, содержащее: средство выработки выходной мощности постоянного тока для приема мощности переменного тока, преобразования мощности переменного тока в мощность постоянного тока и выдачи мощности постоянного тока; полупроводниковый светоизлучающий элемент, который питается мощностью постоянного тока, выданной из средства выработки выходной мощности постоянного тока, и испускает свет; и средство управления для приема сигнала уменьшения силы света и управления выводом мощности постоянного тока из средства выработки выходной мощности постоянного тока в соответствии с сигналом уменьшения силы света, средство управления управляет средством выработки выходной мощности постоянного тока, чтобы уменьшать силу света и зажигать или гасить полупроводниковый светоизлучающий элемент, прекращая управление мощностью постоянного тока, на основании сигнала уменьшения силы света в течение предопределенного периода времени начиная с временной привязки непосредственно после того, как подается мощность переменного тока.

Более того, согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложено устройство источника питания, содержащее: средство выработки выходной мощности постоянного тока для приема мощности переменного тока, преобразования мощности переменного тока в мощность постоянного тока в соответствии с сигналом уменьшения силы света и выдачи мощности постоянного тока; полупроводниковый светоизлучающий элемент, который питается мощностью постоянного тока, выданной из средства выработки выходной мощности постоянного тока, и испускает свет; и средство управления для управления средством выработки выходной мощности постоянного тока, чтобы уменьшать силу света и зажигать или гасить полупроводниковый светоизлучающий элемент в предопределенном режиме уменьшения силы света в течение предопределенного периода времени начиная с временной привязки непосредственно после того, как подана мощность переменного тока, и управления полупроводниковым светоизлучающим элементом, чтобы зажигался согласно сигналу уменьшения силы света, посредством управления мощностью постоянного тока, выдаваемой из средства выработки выходной мощности постоянного тока, согласно сигналу уменьшения силы света после истечения предопределенного периода времени.

Согласно еще одному другому аспекту настоящего изобретения предложено осветительное оборудование, которое содержит основной корпус оборудования, имеющий вышеупомянутое устройство источника питания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 - схематичный вид в перспективе, показывающий осветительное оборудование, имеющее устройство источника питания согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.2 - схематический вид в разрезе, показывающий внутреннее строение осветительного оборудования, показанного на фиг.1;

фиг.3 - принципиальная схема, показывающая электрическую схему устройства источника питания, показанного на фиг.1;

фиг.4A - временная диаграмма для пояснения работы устройства источника питания, показанного на фиг.3;

фиг.4B - временная диаграмма для пояснения работы устройства источника питания, показанного на фиг.3;

фиг.4C - временная диаграмма для пояснения работы устройства источника питания, показанного на фиг.3;

фиг.4D - временная диаграмма для пояснения работы устройства источника питания, показанного на фиг.3;

фиг.4E - временная диаграмма для пояснения работы устройства источника питания, показанного на фиг.3; и

фиг.5 - принципиальная схема, показывающая схему устройства источника питания согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.

НАИЛУЧШИЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Устройство источника питания и осветительное оборудование, оснащенное этим устройством источника питания, согласно варианту осуществления настоящего изобретения будут описаны в дальнейшем со ссылкой на чертежи.

Первый вариант осуществления

Фиг.1 и 2 показывают осветительное оборудование, которое включает в себя устройство источника питания согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Со ссылкой на фиг.1 и 2, номер 1 ссылки обозначает основной корпус оборудования. Этот основной корпус 1 оборудования сделан из алюминия для литья под давлением и сформирован в почти цилиндрическую форму, имеющую проемы на двух торцах. Внутренняя часть этого основного корпуса 1 оборудования разделена на три зоны в вертикальном направлении элементами 1a и 1b перегородок. В нижнем пространстве между нижним проемом и элементом 1a перегородки, скомпонован узел 2 источника света. Узел 2 источника света включает в себя множество СИД 2a в качестве полупроводниковых светоизлучающих элементов и отражатель 2b для отражения световых лучей от СИД 2a. Множество СИД 2a установлены в нижнем пространстве и распределены с равными интервалами по направлению вдоль окружности, имеющей форму диска печатной платы 2c, скомпонованной на нижней поверхности элемента 1a перегородки.

Незаполненное пространство между элементами 1a и 1b перегородок основного корпуса 1 оборудования выделено под отсек 3 источника питания. В этом отсеке 3 источника питания скомпонована печатная плата 3a на верхней части элемента 1a перегородки. На этой печатной плате 3a скомпонованы электронные компоненты, которые конфигурируют устройство источника питания, требуемого для возбуждения множества СИД 2a. Это устройство источника питания постоянного тока и множество СИД 2a соединены через подводящие провода 4.

Пространство между элементом или пластиной 1b перегородки и верхним проемом основного корпуса 1 оборудования определено в качестве отсека 5 клемм источника питания. В этом отсеке 5 клемм источника питания, на элементе или пластине 1b перегородки скомпонована клеммная колодка 6 источника питания. Эта клеммная колодка 6 источника питания является клеммной колодкой, требуемой для подачи мощности переменного тока электроснабжения от промышленной сети на устройство источника питания в отсеке 3 источника питания, и имеет точки 6b присоединения в качестве клемм электропитания для кабеля электропитания, точки 6c присоединения, используемые в качестве контактных площадок для питающего кабеля, кнопку 6d выключения, используемую для размыкания линии электропитания и питающей линии, и тому подобное, на двух поверхностях блока 6a, который изготовлен из электрически изолирующего синтетического полимера.

Фиг.3 - принципиальная схема устройства источника питания согласно варианту осуществления настоящего изобретения, который заключен в отсеке 3 источника питания осветительного оборудования с вышеприведенной компоновкой.

Со ссылкой на фиг.3, номер 11 ссылки обозначает источник питания переменного тока в качестве электроснабжения от промышленной сети вне осветительного оборудования. Этот источник 11 питания переменного тока присоединен к клеммам 6b электропитания осветительного оборудования, показанного на фиг.2, через выключатель освещения (не показан) вне осветительного оборудования, и цепь 14 шумового фильтра, включающая в себя конденсатор 12 и дроссель 13, присоединена к клеммам 6b электропитания. В этой цепи 14 шумового фильтра конденсатор 12 присоединен параллельно, и схема 15 двухполупериодного выпрямления присоединена через дроссель 13 между клеммами электропитания. Схема 15 двухполупериодного выпрямления выдает выпрямленное напряжение VDC, которое получено двухполупериодным выпрямлением питания переменного тока из источника 11 питания переменного тока в ответ на включение выключателя освещения, как показано на фиг.4A. Между выходными выводами схемы 15 двухполупериодного выпрямления параллельно присоединен конденсатор 16, который сглаживает пульсирующую составляющую постоянного тока. Цепь 14 шумового фильтра, схема 15 двухполупериодного выпрямления и конденсатор 16 образуют схему источника питания постоянного тока, которая присоединена к первичной обмотке 17a коммутирующего трансформатора 17 в качестве трансформатора обратного хода.

К первичной обмотке 17a коммутирующего трансформатора 17 в качестве трансформатора обратного хода последовательно присоединен полевой транзистор 18 (FET) в качестве коммутационного элемента. К двум выводам сглаживающего конденсатора 16 присоединена последовательная цепь первичной обмотки 17a коммутирующего трансформатора 17 и FET 18. Коммутирующий трансформатор 17 имеет вторичную обмотку 17b и третичную обмотку 17c, которые магнитно связаны с первичной обмоткой 17a.

К двум выводам первичной обмотки 17a коммутирующего трансформатора 17 присоединена цепь 22 антивибратора. Эта цепь 22 антивибратора включает в себя конденсатор 19, резистор 20 и диод 21 против встречного тока. Конденсатор 19 и резистор 20 соединены параллельно, и параллельная цепь конденсатора 19 и резистора 20 присоединена к узловой точке между первичной обмоткой 17a коммутирующего трансформатора 17 и FET 18 через диод 21. Эта цепь 22 антивибратора поглощает напряжение обратного хода, вырабатываемое на первичной обмотке 17a коммутирующего трансформатора 17, поглощает напряжение звона, вырабатываемое вследствие индуктивности рассеяния, и восстанавливает ток, протекающий через первичную обмотку 17a, когда FET 18 выведен из работы. То есть когда формируется напряжение обратного хода, оно заряжает конденсатор 19, и конденсатор 19 разряжает заряженное напряжение через резистор 20, когда напряжение обратного хода исчезает, таким образом поглощая напряжение обратного хода цепью 22 антивибратора. Когда напряжение звона формируется в индуктивности рассеяния коммутирующего трансформатора 17, оно используется для зарядки конденсатора 19 и поглощается конденсатором 19.

К вторичной обмотке 17b коммутирующего трансформатора 17 присоединена цепь 25 выпрямления/сглаживания, которая выпрямляет и сглаживает напряжение, вырабатываемое на вторичной обмотке 17b. Цепь 25 выпрямления/сглаживания включает в себя диод 23, присоединенный последовательно вторичной обмотке 17b, и сглаживающий конденсатор 24, присоединенный параллельно вторичной обмотке 17b. Вместе с цепью 22 антивибратора, FET 18 и коммутирующим трансформатором 17, эта цепь 25 выпрямления/сглаживания образует цепь освещения постоянного тока для выработки выходной мощности постоянного тока, требуемой для засветки светоизлучающих диодов.

В этой цепи освещения постоянного тока, когда FET 18 включается и выключается в ответ на импульсные сигналы, имеющие определенный коэффициент заполнения импульсов включения, выдаваемые из схемы 44 управления, напряжение постоянного тока из схемы 15 двухполупериодного выпрямления преобразуется в напряжение прямоугольной волны, которое прикладывается к первичной обмотке коммутирующего трансформатора 17. Когда это напряжение прямоугольной волны появляется на первичной обмотке коммутирующего трансформатора 17, повышенное напряжение переменного тока вырабатывается с вторичной обмотки 17b коммутирующего трансформатора 17. Это напряжение переменного тока выпрямляется диодом 23 цепи 25 выпрямления/сглаживания, выпрямленное напряжение сглаживается сглаживающим конденсатором 24, и сглаженное напряжение выдается из сглаживающего конденсатора 24 в качестве выходного сигнала постоянного тока.

К двум выводам сглаживающего конденсатора 24 цепи 25 выпрямления/сглаживания в качестве нагрузок присоединено множество (например, из четырех) последовательно соединенных светоизлучающих диодов с 26 по 29 (соответствующих СИД 2a в качестве источников света, показанных на фиг.1) в качестве полупроводниковых светоизлучающих элементов. Последовательно соединенные светоизлучающие диоды с 26 по 29 подвергаются уменьшению силы света и зажигаются, когда они питаются постоянным током согласно некоторому напряжению постоянного тока, выдаваемому из цепи 25 выпрямления/сглаживания. То есть, когда FET 18 включается и выключается в ответ на коммутирующие импульсы, имеющие высокий коэффициент заполнения импульсов включения, напряжение переменного тока, которое поднято до относительно высокого уровня, появляется из вторичной обмотки 17b коммутирующего трансформатора 17, относительно высокое напряжение постоянного тока прикладывается с цепи 25 выпрямления/сглаживания к светоизлучающим диодам с 26 по 29, и постоянный ток подводится к светоизлучающим диодам с 26 по 29, которые зажигаются на некотором уровне яркости. То есть когда FET 18 включается и выключается в ответ на коммутирующие импульсы, имеющие низкий коэффициент заполнения импульсов включения, напряжение переменного тока, которое поднято до относительно низкого уровня, появляется из вторичной обмотки 17b коммутирующего трансформатора 17, относительно высокое напряжение постоянного тока прикладывается с цепи 25 выпрямления/сглаживания к светоизлучающим диодам с 26 по 29, и постоянный ток подводится к светоизлучающим диодам с 26 по 29, таким образом уменьшая силу света и зажигая светоизлучающие диоды с 26 по 29.

К третичной обмотке 17c коммутирующего трансформатора 17 присоединена цепь выпрямления/сглаживания, включающая в себя диод 30 и конденсатор 31. Диод 30 присоединен последовательно к выводу третичной обмотки 17c, чтобы выпрямлять выходной сигнал переменного тока, вырабатываемый на третичной обмотке 17c. Конденсатор 31 присоединен параллельно к третичной обмотке 17c через диод 30, сглаживает выпрямленный выходной сигнал с диода 30 и выдает сглаженный выходной сигнал в качестве напряжения постоянного тока. Эта цепь выпрямления/сглаживания, присоединенная к третичной обмотке 17c, функционирует в качестве цепи для детектирования прикладывания напряжения к светоизлучающим диодам с 26 до 29 и выдает выпрямленное напряжение синхронно с напряжением, выдаваемым из цепи 25 выпрямления/сглаживания, присоединенной к вторичной обмотке 17b.

К конденсатору 31 параллельно присоединена последовательная цепь резистора 32 и фототранзистора 332 оптронной пары 33. Оптронная пара 33 сконфигурирована размещением светоизлучающего диода 331 и фототранзистора 332, которые электрически изолированы друг от друга и оптически связаны, в одиночном корпусе. Свет, испускаемый светоизлучающим диодом 331, принимается фототранзистором 332, чтобы управлять проводимостью фототранзистора 332. Светоизлучающий диод 331 оптронной пары 33 присоединен к цепи 35 выпрямления, которая присоединена к входным клеммам 6c (соответствующим точкам 6c присоединения, используемым в качестве контактных площадок питающего кабеля). Входные клеммы 6c присоединены к элементу 34 управления уменьшением силы света, например, скомпонованному на поверхности стены вне осветительного оборудования. Элемент 34 управления уменьшением силы света включает в себя генератор ШИМ (PWM, широтно-импульсной модуляции) для формирования сигнала ШИМ уменьшения силы света, используемого для установки глубины уменьшения силы яркости, и подает сигнал ШИМ уменьшения силы света на цепь 35 выпрямления через входные клеммы 6c в ответ на включение выключателя освещения. Поэтому светоизлучающий диод 331 активируется для испускания света во время периода рабочего цикла включения сигнала ШИМ уменьшения силы света, и фототранзистор 332 переводится в проводящее состояние в течение такого периода. Сигнал ШИМ уменьшения силы света может изменять коэффициент заполнения импульсов импульсного сигнала согласно пользовательской операции на элементе 34 управления уменьшением силы света, тем самым устанавливая глубину уменьшения силы света согласно этому коэффициенту заполнения импульсов.

К конденсатору 31 параллельно присоединена последовательная цепь конденсатора 36 и резистора 37. Последовательная цепь конденсатора 36 и резистора 37 образует дифференцирующую цепь и вырабатывает, на основании напряжения, выдаваемого с конденсатора 31, дифференцированный выходной сигнал в узловой точке между конденсатором 36 и резистором 37 только в течение предопределенного периода T времени. Этот предопределенный период T времени устанавливается, чтобы быть длиннее, чем максимальное время TD задержки. В этом случае максимальное время TD задержки определено в качестве периода после того, как выключатель освещения включен, и электропитание подается из источника 11 питания до временной привязки начала управления уменьшением силы света, с которой выдается сигнал уменьшения силы света. К резистору 37 параллельно присоединен диод 38, чтобы иметь полярность, показанную на фиг.3. Этот диод 38 выполнен с возможностью снимать заряд с конденсатора дифференцирующей схемы.

К узловой точке между конденсатором 36 и резистором 37 присоединена база транзистора 39 в качестве коммутационного элемента. Эмиттер этого транзистора 39 заземлен, а коллектор присоединен к выводу положительного входа операционного усилителя 40. Транзистор 39 задействован только в течение предопределенного периода T времени в ответ на дифференцированный выходной сигнал, сформированный в узловой точке между конденсатором 36 и резистором 37. Между землей и узловой точкой A между резистором 32 и фототранзистором 332 присоединена последовательная цепь резистора 41 и конденсатора 42. Узловая точка B между резистором 41 и конденсатором 42 присоединена к коллектору транзистора 39, а также к выводу положительного входа операционного усилителя 40. В узловую точку A между резистором 32 и фототранзистором 332 выдается сигнал уменьшения силы света (VDIM), показанный на фиг.4B, который выдается светоизлучающим диодом 331 и принимается фототранзистором 332. В узловую точку B между резистором 41 и конденсатором 42 выдается выходной сигнал уменьшения силы света (Vdet), показанный на фиг.4C, который получается сглаживанием сигнала уменьшения силы света (VDIM) конденсатором 42.

Вывод отрицательного входа операционного усилителя 40 присоединен к своему выходному выводу, который присоединен к схеме 44 управления через диод 43, имеющий полярность, показанную на фиг.3. К схеме 44 управления, через диод 45, имеющий полярность, показанную на фиг.3, присоединен источник Vref опорного напряжения. Эти диоды 43 и 45 образуют схему ИЛИ, и их узловая точка C выдает больший из сигналов с операционного усилителя 40 и опорного сигнала Vref в схему 44 управления в качестве сигнала Vcont управления, как показано на фиг.4E.

Схема 44 управления включает и выключает FET 18 посредством приведения в действие согласно сигналу Vcont управления, чтобы возбуждать коммутацией коммутирующий трансформатор 17, тем самым управляя выходной мощностью, которая должна подаваться на светоизлучающие диоды с 26 по 29. Схема 44 управления сконфигурирована цепью формирования коммутирующих импульсов, чей коэффициент заполнения импульсов включения определяется согласно уровню сигнала Vcont управления. Например, схема 44 управления включает в себя память, которая подвергается обращению по сигналу Vcont управления, арифметическую схему, которая вырабатывает импульсные сигналы с коэффициентом заполнения импульсов включения, хранимым в этой памяти, и усилитель, который усиливает импульсы, выдаваемые из этой арифметической схемы.

Работа схемы, показанной на фиг.3, будет описана ниже.

Допустим, что элемент 34 управления уменьшением силы яркости заблаговременно установлен пользователем в состояние, в котором элемент 34 сигнала уменьшения силы света готов выдавать сигнал уменьшения силы света, имеющий определенную глубину уменьшения силы света и, например, установлен, чтобы зажигать светоизлучающие диоды с 26 по 29, уменьшая силу их яркости до некоторого промежуточного уровня уменьшения силы яркости. К тому же допустим, что опорный сигнал Vref установлен на уровне, требующем зажигать светоизлучающие диоды с 26 по 29 на постоянном уровне, например, чтобы иметь минимальное количество света, как показано на фиг.4D.

С временной привязкой t0, в состоянии, в котором свет освещения может подвергаться уменьшению силы света этим способом, выключатель освещения, установленный в элемент 34 управления уменьшением силы света, приводится в действие, чтобы включать (активировать питание) электропитание осветительного оборудования, и электропитание генератора 34 сигнала уменьшения силы света также одновременно включается с этой операцией включения. С этой временной привязкой t0, в ответ на включение питания осветительного оборудования, мощность переменного тока источника 11 питания переменного тока подается на схему 15 двухполупериодного выпрямления, которая выдает напряжение постоянного тока, показанное на фиг.4A, на конденсатор 16 сглаживания пульсирующей составляющей постоянного тока. Это выходной сигнал напряжения прикладывается к последовательной цепи первичной стороны коммутирующего трансформатора 17 и FET 18 в состоянии выключения. С этой временной привязкой t0, FET 18 устанавливается в состояние выключения, поскольку он не включен, и напряжение постоянного тока прикладывается к первичной стороне коммутирующего трансформатора 17. Как будет описано позже, после истечения некоторого времени TD задержки FET 18 включается и выключается, и напряжение постоянного тока прикладывается к первичной стороне коммутирующего трансформатора 17.

К тому же, с временной привязкой t0, опорный сигнал Vref, показанный на фиг.40, вводится в схему 44 управления в качестве сигнала Vcont управления, показанного на фиг.4E, через диод 45. Поэтому схема 44 управления начинает возбуждать FET 18 в ответ на сигнал Vcont управления, имеющий уровень опорного сигнала Vref. То есть схема 44 управления вырабатывает импульсные сигналы, имеющие коэффициент заполнения импульсов включения, заданный уровнем опорного сигнала Vref, с опорой на уровень опорного сигнала Vref, и прикладывает импульсные сигналы к затвору FET 18. В этом случае, начиная с временной привязки t0, схема 44 управления начинает выдавать импульсные сигналы, как показано на фиг.4A. FET 18 включается и переведен в состояние проводимости в течение периода включения, заданного коэффициентом заполнения импульсов включения, и поддерживается включенным в течение периода выключения, заданным коэффициентом заполнения импульсов включения. Когда FET 18 включается и включается в ответ на импульсные сигналы, напряжение постоянного тока, выдаваемое из цепи выпрямления/сглаживания, переключается и преобразуется в прямоугольную волну. Эта прямоугольная волна прикладывается к коммутирующему трансформатору 17. Поэтому коммутирующий трансформатор 17 возбуждается коммутацией. Более точно, в ответ на операцию включения коммутирующего FET 18 ток подводится к первичной обмотке 17a коммутирующего трансформатора 17 для накопления энергии. В ответ на операцию выключения FET 18 энергия, накопленная в первичной обмотке 17a, выделяется через вторичную обмотку 17b. Поэтому с первичной обмотки 17b коммутирующего трансформатора 17 выходное напряжение переменного тока подается на цепь 25 выпрямления/сглаживания и преобразуется в напряжение постоянного тока, выдаваемое цепью 25 выпрямления/сглаживания. Этот выходной сигнал напряжения постоянного тока подается на светоизлучающие диоды с 26 по 29. Поэтому светоизлучающие диоды с 26 по 29 зажигаются, чтобы иметь минимальное количество света, установленное в качестве опорного сигнала Vref.

Когда напряжение переменного тока выдается с вторичной обмотки 17b коммутирующего трансформатора 17, выходной сигнал напряжения переменного тока также формируется на третичной обмотке 17c коммутирующего трансформатора 17. Это напряжение переменного тока выпрямляется и сглаживается диодом 30 и конденсатором 31, и выходной сигнал постоянного тока формируется на двух выводах конденсатора 31. Поэтому напряжение постоянного тока прикладывается к дифференцирующей цепи, образованной конденсатором 36 и резистором 37. При прикладывании этого напряжения постоянного тока продифференцированный выходной сигнал формируется в узловой точке между конденсатором 36 и резистором 37 начиная с временной привязки t1 в течение периода времени (T - TD), полученного вычитанием времени задержки из предопределенного периода T времени, более правильно, только в течение периода от временной привязки t1 до временной привязки t2. Этот дифференцированный выходной сигнал прикладывается к затвору транзистора 39, чтобы задействовать транзистор 39. Поэтому узловая точка B между резистором 41 и конденсатором 42 заземляется, и также заземляется вывод положительного входа операционного усилителя 40.

К тому же, с временной привязкой t1, задержанной от включения питания осветительного оборудования операцией включения элемента 34 управления уменьшением силы света на период TD времени задержки, генератор 34 сигнала уменьшения силы света формирует сигнал VDIM ШИМ уменьшения силы света. Например, с временной привязкой t1 после времени TD задержки, как показано на фиг.4B, по отношению к выходному сигналу напряжению, показанному на фиг.4A конденсатора 16 сглаживания пульсирующей составляющей постоянного тока, сигнал ШИМ уменьшения силы света (VDIM) формируется в узловой точке A между резистором 32 и фототранзистором 332. Однако поскольку узловая точка B между резистором 41 и конденсатором 42 заземлена, так как транзистор 39 задействован в течение периода времени (T - TD) после периода времени TD задержки, этот сигнал ШИМ уменьшения силы света (VDIM) не выдается в узловую точку B, выходной сигнал ШИМ уменьшения силы света (Vdet) подавляется в течение этого предопределенного периода T времени, более правильно, в течение периода времени (T-TD), как показано на фиг.4C, и операционный усилитель 40 не формирует никакого выходного сигнала уменьшения силы света с уровнем согласно сигналу ШИМ уменьшения силы света (VDIM). Поэтому светоизлучающие диоды с 26 по 29 зажигаются, чтобы иметь минимальное количество света, посредством операции схемы 44 управления, которая принимает опорный сигнал Vref, как описано выше. После того, с временной привязкой t2, когда пройден предопределенный период T времени, дифференцированный выходной сигнал, который появляется в узловой точке между конденсатором 36 и резистором 37, исчезает, таким образом выводя из работы транзистор 39. Поэтому сигнал ШИМ уменьшения силы света (VDIM), который появляется в узловой точке A между резистором 32 и фототранзистором 332, передается в узловую точку B между резистором 41 и конденсатором 42, таким образом формируя выходной сигнал уменьшения силы света (Vdet), как показано на фиг.4C. Как результат, выходной сигнал уменьшения силы света (Vdet) усиливается операционным усилителем 40 и вводится в схему 44 управления через диод 43. Поскольку этот выходной сигнал уменьшения силы света (Vdet) является большим, чем опорный сигнал Vref, показанный на фиг.4D, выходной сигнал уменьшения силы света (Vdet) вводится в схему 44 управления. Поэтому схема 44 управления вырабатывает импульсные сигналы, имеющие коэффициент заполнения импульсов включения, заданный согласно уровню выходного сигнала уменьшения силы света (Vdet), и прикладывает их к затвору FET 18. FET 18 включается и выключается в ответ на импульсные сигналы, имеющие коэффициент заполнения импульсов включения согласно уровню выходного сигнала уменьшения силы света (Vdet). Поэтому выходное напряжение переменного тока подается с вторичной обмотки 17b коммутирующего трансформатора 17 на цепь 25 выпрямления/сглаживания и преобразуется в напряжение постоянного тока, выдаваемое цепью 25 выпрямления/сглаживания. Этот выходной сигнал напряжения постоянного тока подается на светоизлучающие диоды с 26 по 29. Поэтому светоизлучающие диоды с 26 по 29 зажигаются, чтобы иметь количество света, заданное согласно уровню выходного сигнала уменьшения силы света (Vdet).

В схеме, показанной на фиг.3, сигнал уменьшения силы света подавляется в течение предопределенного периода T времени начиная с временной привязки непосредственно после включения питания, и светоизлучающие диоды с 26 по 29 зажигаются, чтобы иметь предопределенное количество света (например, минимальное количество света). После истечения предопределенного периода T времени подавление сигнала уменьшения силы света снимается, и светоизлучающие диоды с 26 по 29 зажигаются, чтобы иметь количество света, предписанное сигналом уменьшения силы света. Поэтому влияние сигнала уменьшения силы света может надежно исключаться только в течение предопределенного периода T времени начиная с временной привязки непосредственно после включения питания, и может избегаться явление вызова состояния полного освещения всего лишь на миг непосредственно после активизации, обусловленное задержкой вывода сигнала уменьшения силы света. Как результат, может быть получено состояние естественного освещения в качестве осветительного оборудования, таким образом улучшая товарную пригодность осветительного оборудования.

Модификация 1

В вышеупомянутом варианте осуществления светоизлучающие диоды с 26 по 29 зажигаются, чтобы иметь предопределенное количество света (например, минимальное количество света) только в течение предопределенного периода T времени начиная с временной привязки непосредственно после включения питания. После истечения предопределенного периода T времени светоизлучающие диоды с 26 по 29 зажигаются, чтобы иметь количество света, предписанное сигналом уменьшения силы света. Однако, например, когда уровень опорного сигнала Vref снижается дальше, чтобы устанавливать уровень сигнала (рабочий уровень схемы 44 управления) настолько низким, что светоизлучающие диоды с 26 по 29 не могут зажигаться, светоизлучающие диоды с 26 по 29 погашены в течение предопределенного периода T времени начиная с временной привязки непосредственно после включения питания. После истечения предопределенного периода T времени светоизлучающие диоды с 26 по 29 могут зажигаться, чтобы иметь количество света, предписанное сигналом уменьшения силы света.

Модификация 2

Для того чтобы предоставить возможность установки уровня опорного сигнала Vref, чтобы был переменным, функция уменьшения силы света, которая может произвольно управлять количеством света светоизлучающих диодов с 26 по 29, которые зажигаются после истечения предопределенного периода T времени начиная с временной привязки непосредственно после включения питания, может быть предусмотрена для устройства источника питания.

Модификация 3

Более того, может устанавливаться большая постоянная времени, заданная вышеупомянутыми резистором 41 и конденсатором 42. На основании сигнала уменьшения силы света (VDIM) в узловой точке A между резистором 32 и фототранзистором 332 выходной сигнал уменьшения силы света (Vdet), выдаваемый в узловую точку B между резистором 41 и конденсатором 42, медленно повышается, занимая определенное время. Поэтому, когда постоянная времени установлена так, что этот выходной сигнал уменьшения силы света (Vdet) дает минимальный уровень, требуемый для засветки светоизлучающих диодов с 26 по 29 после истечения вышеупомянутого предопределенного периода T времени, сигналу управления, схема 44 управления может управляться для постепенного повышения яркости светоизлучающих диодов с 26 по 29 сигналом Vcont управления, имеющим уровень, задаваемый в зависимости от увеличения выходного сигнала (Vdet) уменьшения силы света. В этой модификации дифференцирующая цепь конденсатора 36 и резистора 37, и транзистор 39, которые образуют схему для подавления сигнала уменьшения силы света, могут быть опущены.

Второй вариант осуществления

Схема источника питания согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения будет описана ниже.

Фиг.5 показывает схему источника питания согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения. На фиг.5 прежние номера ссылок обозначают те же части, что и на фиг.3, и их описание повторяться не будет.

В схеме, показанной на фиг.5, последовательная цепь конденсатора 51 и резистора 52 присоединена между землей и узловой точкой между выводом положительного выхода схемы 15 двухполупериодного выпрямления и конденсатором 16 сглаживания пульсирующей составляющей постоянного тока. Последовательная цепь конденсатора 51 и резистора 52 образует дифференцирующую цепь, которая вырабатывает выходной сигнал в узловой точке между конденсатором 51 и 52 в течение предопределенного времени на основании выходного сигнала с конденсатора 16 сглаживания пульсирующей составляющей постоянного тока. К узловой точке между конденсатором 51 и резистором 52 присоединена база транзистора 53. Эмиттер этого транзистора 53 заземлен, а коллектор присоединен к конденсатору 36. Транзистор 53 включается на предопределенное время выходным сигналом, вырабатываемым в узловой точке между конденсатором 51 и резистором 52.

В схеме источника питания согласно второму варианту осуществления, когда мощность переменного тока источника 11 питания переменного тока подается на схему 15 двухполупериодного выпрямления при включении питания осветительного оборудования и выходной сигнал формируется на конденсаторе 16 сглаживания пульсирующей составляющей постоянного тока на основании выходного сигнала из схемы 15 двухполупериодного выпрямления, дифференцированный выходной сигнал формируется только в течение предопределенного периода времени в узловой точке между конденсатором 51 и резистором 52. Поэтому в течение периода вывода дифференцированного выходного сигнала транзистор 53 включен. В ответ на включение транзистора 53 остаточный заряд на конденсаторе 36 принудительно разряжается в направлении стрелки D через диод 38 и транзистор 53, таким образом сбрасывая дифференцирующую цепь, образованную конденсатором 36 и резистором 37.

В этой схеме источника питания, непосредственно после включения питания, дифференцирующая цепь, образованная конденсатором 36 и резистором 37, принудительно сбрасывается. Поэтому предопределенный период T времени, заданный дифференцирующей цепью, образованной конденсатором 36 и резистором 37, может точно устанавливаться, а операция для подавления сигнала уменьшения силы света в течение предопределенного периода T времени с временной привязки непосредственно после включения может устойчиво осуществляться.

Как описано выше, согласно настоящему изобретению, поскольку сигнал уменьшения силы света подавляется только в течение предопределенного времени начиная с временной привязки непосредственно после включения питания, явление вызова состояния полного освещения всего лишь на миг немедленно после активизации, обусловленное задержкой вывода сигнала уменьшения силы света, может избегаться, таким образом добиваясь состояния устойчивого освещения.

Согласно настоящему изобретению в течение предопределенного времени, в котором подавляется сигнал уменьшения силы света начиная с временной привязки непосредственно после включения питания, полупроводниковые светоизлучающие элементы могут быть установлены в одном из состояний зажигания, гашения и освещения с уменьшенной силой света.

Подобным образом, согласно настоящему изобретению, поскольку дифференцирующая цепь, используемая для выбора предопределенного времени, в течение которого подавляется сигнал уменьшения силы света, может принудительно сбрасываться, операция для подавления сигнала уменьшения силы света может устойчиво достигаться.

Отметим, что в вышеупомянутом варианте осуществления, непосредственно после включения питания, дифференцирующая цепь, образованная конденсатором 36 и резистором 37, сбрасывается принудительно, и такая операция может выполняться во время операции выключения питания или операции гашения в ответ на внешний сигнал.

В дополнение, настоящее изобретение не ограничено вышеупомянутыми вариантами осуществления, и различные модификации могут быть произведены, не выходя из объема изобретения, когда оно осуществляется на практике. Например, в вышеупомянутых вариантах осуществления светоизлучающие диоды были показаны в качестве полупроводниковых светоизлучающих элементов. Однако настоящее изобретение применимо к случаю, использующему другие полупроводниковые светоизлучающие элементы, такие как лазерные диоды. К тому же, в вышеупомянутых вариантах осуществления была описана схема источника питания, включающего в себя источник 11 питания переменного тока. Однако источник 11 питания переменного тока может быть скомпонован вне устройства. Более того, в вышеупомянутых вариантах осуществления аналоговая схема была приведена в качестве примера. Однако может быть перенят способ управления, использующий микрокомпьютер и цифровую обработку.

Более того, варианты осуществления включают в себя изобретения различных каскадов, и различные изобретения могут быть получены надлежащим комбинированием множества раскрытых требуемых составляющих элементов. Например, даже когда некоторые требуемые составляющие элементы опущены из всех требуемых составляющих элементов, описанных в варианте осуществления, компоновка, из которой опущены требуемые составляющие элементы, может выбираться в качестве изобретения до тех пор, пока проблемы, которые были обсуждены в параграфах проблем, могут быть решены изобретением, и могут быть получены результаты, которые были пояснены в параграфах результатов изобретения.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

Как описано выше, согласно настоящему изобретению, может быть предоставлено осветительное оборудование, которое может добиваться состояния устойчивого освещения полупроводниковых светоизлучающих элементов.

В устройстве источника питания, которое осуществляет управление, чтобы зажигать полупроводниковые светоизлучающие элементы, сигнал уменьшения силы света прекращается только в течение предопределенного периода Т времени начиная с временной привязки непосредственно после включения питания, с тем чтобы зажигать светоизлучающие диоды 26-29, чтобы имели предопределенное количество света (например, минимальное количество света). После истечения предопределенного периода Т времени выдается прекращение сигнала уменьшения силы света для зажигания светоизлучающих диодов 26-29, чтобы иметь количество света, предписанное сигналом уменьшения силы света. Технический результат - обеспечение устойчивого освещения. 4 н. и 3 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Устройство источника питания, содержащее: средство выработки выходной мощности постоянного тока для приема мощности переменного тока, преобразования мощности переменного тока в мощность постоянного тока и выдачи мощности постоянного тока; полупроводниковый светоизлучающий элемент, который питается мощностью постоянного тока, выданной из средства выработки выходной мощности постоянного тока, и испускает свет; и средство управления для приема сигнала уменьшения силы света и управления выводом мощности постоянного тока из средства выработки выходной мощности постоянного тока в соответствии с сигналом уменьшения силы света, средство управления управляет средством выработки выходной мощности постоянного тока, чтобы уменьшать силу света и зажигать или гасить полупроводниковый светоизлучающий элемент, прекращая управление мощностью постоянного тока, на основании сигнала уменьшения силы света в течение предопределенного периода времени, начиная с временной привязки непосредственно после того, как подается мощность переменного тока.

2. Устройство источника питания по п.1, в котором средство управления формирует первый сигнал управления на основании опорного сигнала и второй сигнал управления на основании сигнала уменьшения силы света, управляет средством выработки выходной мощности постоянного тока, чтобы уменьшать силу света и зажигать или гасить полупроводниковый светоизлучающий элемент с использованием первого сигнала управления в течение предопределенного периода, и управляет средством выработки выходной мощности постоянного тока, чтобы зажигать полупроводниковый светоизлучающий элемент согласно сигналу уменьшения силы света с использованием второго сигнала управления после истечения предопределенного периода.

3. Устройство источника питания по п.1, в котором средство управления включает в себя схему генерации, которая формирует второй сигнал управления на основании сигнала уменьшения силы света, схему дифференцирования, которая включает в себя резистор и конденсатор и выдает дифференцированный сигнал в ответ на подачу мощности переменного тока, коммутационный элемент, который включается в ответ на дифференцированный сигнал в течение второго периода времени, более короткого, чем предопределенный период, и закорачивает схему генерации, и схему сброса, которая разряжает конденсатор немедленно после того, как подается мощность переменного тока, и схема дифференцирования формирует дифференцированный сигнал после того, как конденсатор разряжен.

4. Осветительное оборудование, содержащее: устройство источника питания по любому одному из пп.1-3 и главный корпус оборудования, содержащий устройство источника питания.

5. Устройство источника питания, содержащее: средство выработки выходной мощности постоянного тока для приема мощности переменного тока, преобразования мощности переменного тока в мощность постоянного тока в соответствии с сигналом уменьшения силы света и выдачи мощности постоянного тока; полупроводниковый светоизлучающий элемент, который питается мощностью постоянного тока, выданной из средства выработки выходной мощности постоянного тока, и испускает свет; и средство управления для управления средством выработки выходной мощности постоянного тока, чтобы уменьшать силу света и зажигать или гасить полупроводниковый светоизлучающий элемент в предопределенном режиме уменьшения силы света в течение предопределенного периода времени, начиная с временной привязки непосредственно после того, как подана мощность переменного тока, и управления полупроводниковым светоизлучающим элементом, чтобы зажигался согласно сигналу уменьшения силы света, посредством управления мощностью постоянного тока, выдаваемой из средства выработки выходной мощности постоянного тока, согласно сигналу уменьшения силы света после истечения предопределенного периода времени.

6. Устройство источника питания по п.5, в котором средство управления управляет средством выработки выходной мощности постоянного тока, чтобы выполнять освещение с увеличением силы света полупроводникового светоизлучающего элемента в течение предопределенного периода времени.

7. Осветительное оборудование, содержащее: устройство источника питания по любому из пп.5 и 6 и главный корпус оборудования, содержащий устройство источника питания.