ИСТОЧНИК СВЕТА С УМЕНЬШАЕМОЙ ЯРКОСТЬЮ СО СДВИГОМ ЦВЕТОВОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ СВЕТА Российский патент 2014 года по МПК G09G3/36 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение в целом относится к осветительному устройству, содержащему СИДы в качестве источников света.

Уровень техники

Применение СИДов в качестве источника света для освещения, а не только как индикаторных ламп хорошо известно, начиная с разработки мощных СИДов. Также довольно обычно, что устройство освещения работает от сети, как правило, 230 В 50 Гц в Европе. Поскольку СИДы требуют относительно низкого напряжения (обычно порядка 3 В) и позволяют течь электрическому току только в одном направлении, были разработаны схемы возбуждения для генерирования постоянного тока СИДов на основе сетей переменного тока. Однако такие схемы возбуждения относительно дороги.

В более простом подходе последовательность СИДов связана с сетью непосредственно, при последовательном соединении с балластным резистором. Чтобы обеспечить ток СИДа и, таким образом, световой выход в обеих половинах периода переменного тока, две таких последовательности подсоединены встречно. Идея состоит в том, что, например, 70 СИДов соответствуют падению напряжения 210 В, тогда как остальные 20 В соответствуют балластному резистору. Изменения напряжения мог бы принимать балластный резистор.

Хотя простота такого подхода, а следовательно, и относительно низкая стоимость его осуществления, имеет некоторую привлекательность, существует проблема, когда требуется уменьшить яркость осветительного устройства.

Для некоторых применений желательно не только, чтобы осветительное устройство могло уменьшать яркость, но также и то, чтобы цветовая температура выходного света смещалась до более низкого значения при уменьшении яркости. Данное требование особенно важно в случае небольших прикроватных светильников или настольных ламп, но может так случиться, что появятся другие применения, в которых был бы желателен такой же признак.

Сущность изобретения

Цель настоящего изобретения состоит в предоставлении простого и рентабельного осветительного устройства, содержащего множество СИДов в качестве источников света, способных уменьшать яркость простым способом, при этом одновременно световой выход устройства автоматически смещается до более низкой цветовой температуры.

Согласно важному аспекту настоящего изобретения, источник питания для осветительного устройства содержит автотрансформатор с двумя выходами. Первая часть СИДов подсоединена к первому выходу, тогда как вторая часть СИДов подсоединена ко второму выходу. Изменение настройки автотрансформатора автоматически изменяет отношение выходных напряжений и, таким образом, цветовую температуру светового выхода в целом.

Другие предпочтительные разработки указаны в зависимых пунктах формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

Указанные и другие аспекты, признаки и преимущества настоящего изобретения будут описаны ниже в нижеследующем описании одного или более предпочтительных вариантов осуществления со ссылкой на чертежи, в которых:

на Фигуре 1 схематично показана блок-схема осветительного устройства;

на Фигуре 2 схематично показана блок-схема предпочтительного варианта осуществления источника напряжения, содержащего автотрансформатор.

Подробное описание изобретения

На Фигуре 1 схематично показана блок-схема осветительного устройства 1 согласно настоящему изобретению. Осветительное устройство 1 содержит входные контакты 2, 3 для подключения к сети переменного тока. Осветительное устройство дополнительно содержит источник 30 напряжения, имеющий два входных контакта 31, 32, подсоединенных к входным контактам 2, 3 осветительного устройства 1, и имеющий три выходных контакта 33, 34, 35. Указанные выходные контакты определяют два выхода источника 30 напряжения, при этом один из указанных контактов, в данном случае центральный контакт 35, является общим контактом. Более конкретно, первый выходной контакт 33 вместе с общим выходным контактом 35 определяет первый выход 36 для подключения нагрузки, а второй выходной контакт 34, вместе с общим выходным контактом 35, определяет второй выход 37 для подключения нагрузки.

Первая последовательность 110 СИДов последовательно соединена с первым резистором 120, а также данное последовательное соединение подключено к первому выходу 36 источника напряжения 30. Указанная первая последовательность 110 СИДов содержит первое последовательное соединение мощных СИДов 111 и второе последовательное соединение мощных СИДов 112, подключенное встречно первому последовательному соединению. Количество СИДов в указанных последовательных соединениях не является важным для понимания настоящего изобретения.

Аналогичным образом, вторая последовательность 210 СИДов последовательно соединена со вторым резистором 220, а также данное последовательное соединение подключено ко второму выходу 37 источника 30 напряжения. Указанная вторая последовательность 210 СИДов содержит третье последовательное соединение мощных СИДов 211 и четвертое последовательное соединение мощных СИДов 212, подключенное встречно третьему последовательному соединению.

В осветительном устройстве 1 СИДы 111, 112, 211, 212 установлены близко друг от друга так, чтобы суммарный выходной свет, генерируемый осветительным устройством 1 в целом, как воспринимается пользователем, был смесью отдельных световых выходов отдельных СИДов 111, 112, 211, 212.

Как правило, СИДы 111, 112 первой последовательности 110 СИДов предпочтительно являются мощными СИДами белого цвета свечения. Впрочем, также возможно, что один или более таких СИДов являются цветными СИДами. В любом случае, конфигурация первого последовательного соединения 111 СИДов предпочтительно идентична конфигурации второго последовательного соединения 112 СИДов, в которой они попарно содержат одинаковое количество СИДов определенного цвета.

Как правило, СИДы 211, 212 во второй последовательности 210 СИДов предпочтительно являются мощными СИДами красного цвета. Впрочем, также возможно, что один или более указанных СИДов имеют другие цвета. В любом случае, конфигурация третьего последовательного соединения 211 СИДов предпочтительно идентична конфигурации четвертого последовательного соединения 212 СИДов, в которой они попарно содержат одинаковое количество СИДов определенного цвета.

В любом случае, конфигурация третьего/четвертого последовательного соединения СИДов отличается от конфигурации первого/второго последовательного соединения СИДов.

Следует отметить, что суть настоящего изобретения также применима в том случае, если цвет второй последовательности 210 СИДов имеет более низкую цветовую температуру, чем цвет первой последовательности 110 СИДов. Например, был бы возможным вариант осуществления, в котором первая последовательность 110 СИДов содержит белые СИДы, тогда как вторая последовательность 210 СИДов содержит оранжевые или желтые СИДы.

Источник 30 напряжения разработан так, чтобы разность напряжения между первым и вторым выходными контактами 33, 34 всегда была постоянной, тогда как напряжение в общем выходном контакте 35 может изменяться в некотором диапазоне, в пределах напряжения первого выходного контакта 33 и напряжения второго выходного контакта 34. Фигура 2 представляет собой блок-схему, на которой схематично показан вариант осуществления источника 30 напряжения, который обладает преимуществом простоты конструкции. В данном варианте осуществления источник 30 напряжения содержит автотрансформатор 300. Поскольку автотрансформаторы по существу известны, их подробное описание не требуется. В целом автотрансформатор 300 содержит одну обмотку 310 с пятью отводами 301, 302, 303, 304, 305.

Первый отвод 301 автотрансформатора 300 подключен к первому входному контакту 31 источника 30 напряжения.

Второй отвод 302 автотрансформатора 300 подключен ко второму входному контакту 32 источника 30 напряжения.

Третий отвод 303 автотрансформатора 300 подключен к первому выходному контакту 33 источника 30 напряжения.

Четвертый отвод 304 автотрансформатора 300 подключен ко второму выходному контакту 34 источника 30 напряжения.

Указанные отводы 301, 302, 303, 304 являются фиксированными отводами; таким образом, будет очевидно, что выходное напряжение между первым выходным контактом 33 и вторым выходным контактом 34 источника 30 напряжения всегда имеет одно и то же значение, если входное напряжение остается постоянным. В предпочтительном варианте осуществления третий отвод 303 совпадает с первым отводом 301, а четвертый отвод 304 совпадает со вторым отводом 302, но это не является существенным для понимания настоящего изобретения.

Пятый отвод 305 автотрансформатора 300 подключен к общему выходному контакту 35 источника 30 напряжения. Указанный пятый отвод 305 является передвижным отводом, передвигаемым по обмотке трансформатора таким образом, чтобы напряжение в данном отводе изменялось в зависимости от его положения. Положение передвижного отвода может регулироваться пользователем, например, с помощью вращаемой кнопки или колеса, или ручки (не показаны), присоединенной к отводу. Такая вращаемая кнопка или ручка имеет функцию пользовательского входа 39 (см. Рисунок 1).

Допустим, что первая последовательность 110 состоит из белых СИДов 111, 112, а вторая последовательность 210 состоит из красных СИДов 211, 212. Когда пользователь манипулирует вводом пользователя 39 так, чтобы напряжение в общем выходном контакте 35 было равно напряжению во втором выходном контакте 34 (пятый отвод 305 сдвинут вниз на Фигуре 2), полное выходное напряжение прикладывается через первую последовательность 110 СИДов 111, 112 последовательно с первым резистором 120. Таким образом, ток в данной последовательности максимален, а световой выход является ярким белым светом.

Если пользователь манипулирует так вводом пользователя 39, чтобы пятый отвод 305 перемещался от нижнего конца обмотки к верхнему концу обмотки, то напряжение на общем выходном контакте 35 приближается к напряжению в первом выходном контакте 33, при этом напряжение на первом выходе 36 уменьшается, тогда как напряжение на втором выходе 37 возрастает. Таким образом, уровень яркости выходного белого света уменьшается, тогда как уровень яркости выходного красного света увеличивается. При надлежащей конструкции последовательных резисторов 120 и 220, общий результат будет заключаться в том, что уровень светового выхода осветительного устройства уменьшится (уменьшится яркость), тогда как относительное содержание красного света в выходном свете увеличится (произойдет сдвиг с понижением цветовой температуры).

Следует отметить, что вместо управляемого источника напряжения 30 может использоваться управляемый источник тока, разработанный таким образом, чтобы суммарный ток оставался постоянным при увеличении/уменьшении тока на одном выходе.

В заключении, настоящее изобретение предоставляет осветительное устройство 1, содержащее сетевой входной контакт 2, 3 и источник 30 питания, входные контакты 31, 32 которого соединены с сетевыми входными контактами, и который имеет три выходных контакта 33, 35, 34, один из упомянутых выходных контактов является общим выходным контактом 35. Первый выход 36 определен первым выходным контактом и упомянутым общим выходным контактом; второй выход 37 определен вторым выходным контактом и упомянутым общим выходным контактом.

Первая последовательность 110 СИДов соединена с первым выходом источника питания, последовательно с первым резистором 120.

Вторая последовательность 210 СИДов соединена со вторым выходом источника питания, последовательно со вторым резистором 220.

Источником питания можно управлять, чтобы изменять напряжение в общем выходном контакте в пределах диапазона от напряжения на первом выходном контакте до напряжения на втором выходном контакте.

Хотя изобретение было иллюстрировано и подробно описано на фигурах и в предыдущем описании, специалисту в данной области техники, будет очевидно, что такую иллюстрацию и описание нужно считать иллюстративными или примерными, а не ограничивающими. Изобретение не ограничивается раскрытыми вариантами осуществления, скорее некоторые изменения и модификации возможны в рамках объема правовой охраны изобретения, определяемого в прилагаемой формуле изобретения. Например, каждая последовательность СИДов может иметь конфигурацию, которая отличается от конфигурации, показанной на Фигуре 1. Например, последовательность СИДов может быть осуществлена в виде последовательного соединения единиц СИДов, где каждая единица СИДов содержит, по меньшей мере, один первый СИД, подсоединенный встречно, по меньшей мере, одному второму СИДу. Также предполагаются другие многозвенные конфигурации. Кроме того, не обязательно, чтобы последовательность содержала встречные СИДы: если последовательность снабжена мостовым выпрямителем (не показан) или другим типом выпрямителя, то последовательность может состоять только из однонаправленных СИДов, что может обеспечивать экономию стоимости готового изделия.

Другие изменения в раскрытых вариантах осуществления могут быть поняты и выполнены специалистами в данной области техники при осуществлении заявленного изобретения на основе изучения чертежей, описания и прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения понятие "содержащий" не исключает другие элементы или этапы, а признак единственного числа не исключает множество. Сам факт того, что некоторые меры указаны во взаимно разных зависимых пунктах формулы, не указывает, что комбинация этих мер не может использоваться для достижения преимущества. Любые ссылочные позиции в формуле не должны рассматриваться как ограничение объема изобретения.

Изобретение относится к осветительным устройствам и управлению ими. Техническим результатом является создание конструкции осветительного устройства, содержащего множество СИДов в качестве источников света, способных уменьшать яркость с одновременным смещением светового выхода устройства до более низкой цветовой температуры. Результат достигается тем, что осветительное устройство (1) содержит: сетевые входные контакты (2, 3); источник (30) питания, имеющий входные контакты (31, 32), подключенные к сетевым входным контактам, и имеющий три выходных контакта (33, 35, 34), при этом один из упомянутых выходных контактов является общим выходным контактом (35). Первый выход (36) определен первым выходным контактом и упомянутым общим выходным контактом; второй выход (37) определен вторым выходным контактом и упомянутым общим выходным контактом. Первая последовательность (110) СИДов соединена с первым выходом источника питания последовательно с первым резистором (120). Вторая последовательность (210) СИДов соединена со вторым выходом источника питания последовательно со вторым резистором (220). 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Осветительное устройство (1), содержащее:
сетевые входные контакты (2, 3) для подключения к сети переменного тока;
управляемый источник (30) питания, имеющий входные контакты (31, 32), подключенные к сетевым входным контактам, и имеющий три выходных контакта (33, 35, 34), где один из упомянутых выходных контактов является общим выходным контактом (35), где первый выход (36) определен первым выходным контактом (33) и упомянутым общим выходным контактом (35), и где второй выход (37) определен вторым выходным контактом (34) и упомянутым общим выходным контактом (35);
первую последовательность (110) СИДов, соединенную с первым выходом (36) источника питания последовательно с первым резистором (120);
вторую последовательность (210) СИДов, соединенную со вторым выходом (37) источника питания последовательно со вторым резистором (220);
где управляемым источником (30) питания можно управлять для изменения напряжения на общем выходном контакте (35) в пределах диапазона от напряжения на первом выходном контакте (33) до напряжения на втором выходном контакте (34).

2. Осветительное устройство по п.1, где управляемый источник (30) питания содержит автотрансформатор (300), содержащий одну обмотку (310), имеющую:
первый фиксированный отвод (301), соединенный с первым входным контактом (31) источника питания;
второй фиксированный отвод (302), соединенный со вторым входным контактом (32) источника питания;
третий фиксированный отвод (303), соединенный с первым выходным контактом (33) источника питания;
четвертый фиксированный отвод (304), соединенный со вторым выходным контактом (34) источника питания;
пятый отвод (305), соединенный с общим выходным контактом (35) источника питания;
где пятый отвод (305) способен передвигаться по обмотке (310) между положением третьего фиксированного отвода (303) и положением четвертого фиксированного отвода (304).

3. Осветительное устройство по п.1, где первый фиксированный отвод совпадает с третьим фиксированным отводом.

4. Осветительное устройство по п.1, где второй фиксированный отвод совпадает с четвертым фиксированным отводом.

5. Осветительное устройство по п.1, где две последовательности (110; 210) СИДов производят смешанные световые выходы, которые имеют взаимно разные цветовые температуры.

6. Осветительное устройство по п.1, где первая последовательность (110) СИДов содержит белые СИДы (111, 112), и где вторая последовательность (210) СИДов содержит красные СИДы (211, 212).

7. Осветительное устройство по п.1, где коррелированная цветовая температура суммарного выходного света СИДов второй последовательности (210) СИДов ниже, чем коррелированная цветовая температура суммарного выходного света СИДов первой последовательности (110) СИДов.

8. Осветительное устройство по п.1, где последовательность (110; 210) СИДов содержит первое последовательное соединение мощных СИДов (111; 211) и второе последовательное соединение мощных СИДов (112; 212), соединенное встречно первому последовательному соединению.