Переключатель ламп иллюминации Советский патент 1993 года по МПК H05B39/09 H05B39/04 

СЛ

С

Использование: для управления яркостью свечения новогодних гирлянд и в рекламных панно из ламп накаливания. Сущность изобретения: в переключателе ламп иллюминации, содержащем электронный коммутатор 7, два генератора импульсов 8, 9 с различными частотами генерации, двух- входовый блок 10 сравнения и выпрямитель, включающий диод 1. резистор ., стабилитрон 5 и конденсатор 3, генераторы 8, 9 выполнены в виде генераторов прямоугольных импульсов, а блок 10 сравнения - в виде логического элемента И, что позволяет упростить переключатель, расширить его функциональные возможности и улучшить восприятие световых эффектов. 4 ил. / .

00

СП 00

(ри.{

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления яркостью свечения новогодней гирлянды ламп или рекламного панно из ламп накаливания,.

Целью изобретения является упрощение устройства, получение новых световых эффектов и улучшение восприятия их в закрытых обессеечённых помещениях.

На фиг. 1 представлена функциональная схема переключателя; на фиг. 2, 3, 4 - временные диаграммы работы переключателя соответственно для случаев соотношения частот (fi, fa) импульсов генераторов и частоты fc сети: fU ft .V;;M;xJ:..-:::; ;;, .., : . ;: : -; ;.; ;

Переключатель содержит диод 1, резистор 2, два конденсатора 3, 4, стабилитрон 5, лампу 6,тиристор 7. два генератора 8,9 и элемент И 10, причем первый вывод переключателя для подключения к сети перемену..; ного тика последовательно через лампу 6 и тиристор 7 йодключен ко второму выводу переключателя для подключения к сети, который последовательно через стабилитрон В, резистор 2 и диод 1 соединен с первым выводом переключателя, выходы первого 8 и второго 9 генераторов подключены к раздельным входам элемента И10, выход кото рого подключен к управляющему электроду тиристора 7, первый 3 и второй 4 конденсаторы подключены параллельно соответственно к стабилитрону 5 итиристору 7, шина корпус двух генераторов 8,9 и элемента И 10 подключена к первому выводу первого конденсатора 3, второй выход которого подключен к шине питание двух генераторов 8,9 и элемента И 10. ;

Переключатель работает следующим образом. .;; .. . / -Л-;.-;;:-. . :.::,.

Совокупность элементов: диод 1, резистор 2, стабилитрон 5 и первый конденсатор 3 представляют собой стабилизированный источник напряжения с однополупериодной схемой выпрямления, который обеспечивает необходимым напряжением питания блок управления включением тиристора 7Й

Первый 8 и второй 9 генератор прямоугольных импульсов (далее генератор) генерируют, например, импульсы типа меандр (см. фиг. 1), которые поступают на соотв.ет- етвующие входы элемента И 10. 1

С выхода элемента И 10 результат логического умножения выходных напряжений генераторов 8,9 поступает на управляющий вывод тиристора 7.

Период следования импульсов первого 8 генератора выбирают в пределах от 0,1 до 5 с, а второго 9 генератора - от 0,01 с до 5 с.

В зависимости от соотношения частот генераторов 8,9 и частоты питающей сети с помощью переключателя можно получить четыре световых эффекта. Рассмотрим каждый из них отдельно.

Если частоты связаны соотношением (см. фиг, 2), то выходное напряжение элемента И 10 будет представлять собой пачки импульсов от второго генератора

9, следующих с частотой ft импульсов первого генератора 8. В интервалах времени между импульсами тиристор 7 находится в выключенном состоянии. Поэтому ток через лампу 6 в эти моменты ограничивается

суммой ее омического сопротивления и ем- 1(«;тнбго сопротивления конденсатора 4, шунтирующего тиристор 7. Подбором емкости конденсатора 4 устанавливают требуемую Минимальную яркость Pfnin свечения

лампы 6 в интервалах между импульсами. В течение действия импульса, поступающего на управляющий электрод тиристора 7, он

«ере)йдит во включенное сьетояние При этом в течение положительной полуволны

через лампу 6 будет протекать ток, соответствующий номинальной яркости свечения

Рн. Следовательно, в среднем за период питающей сети или на время действия управляющего импульса яркость свечения лампы

6 будет достигать значения Ртах Рн/2 + -Pmtr. То есть световой эффект е этом случае будет восприниматься в виде повторяющихся с частотой первого генератора 8 пачек вспышек яркостью свечения Ртах с частотой

второго генератора 9, наблюдаемых на постоянном фоне яркости свечения лампы 6 величиной Pinln. У ,:

Вслучае, когда частоты (см. фиг. 3)тене- раторов 8,9 и питающей-сети fc определяются соотйошениём fc f2tis ft, импульсы, поступающие на управляющий электрод, представляют собой последовательность импульсов с изменяющейся дискретно длительностью импульсов и интервалов между

ними. При этом дискрет изменения длитель. НЪстй равен разности периодов частот генераторов 8, 9, а импульсы следуют с

наибольшей частотой этих генераторов 8,9.

Кроме того, в каждом периоде частоты биений fB(fi-T2) генераторов 8, 9 длительность иМпульсоб сначала убывает от максимального значения до минимального, а затем вновь возрастает до максимального значе:НЙЯ. .- -:. , / - ::--.. : . - .; :

Световой эффект в этом случае будет восприниматься в виде изменяющихся по длительности (в соответствии с описанным закон изменения управляющих тиристором 7 импульсов) вспышек яркостью Ртах на фоне постоянной яркости свечения Pmin лампы 6.

В случае, когда частоты генераторов 8, 9 и частоты сети удовлетворяют соотношению fi, управляющие импуль- сы, поступающие на тиристор 7, будут представлять собой пачки импульсов частотой fa второго генератора 9, которые повторяются с частотой fi первого генератора 8. В течение воздействия пачки импульсов на тиристор 7 он будет включаться каждый период частоты сети fc, потому что частота fa второго генератора 9 во много раз больше. При этом световой эффект будет наблюдаться в виде скачкообразного изменения ярко- сти свечения лампы 6 от максимального значения Ртах до минимального с частотой fi первого генератора 8,

Если частоты генераторов 8, 9 и питающей сети fc (см. фиг. 4) будут соответство- вать выражению f2 , то в этом случае порядок следования импульсов, поступающих на управляющий вывод тиристора 7, совпадает с порядком поступления импульсов в первом световом эффекте ( fi). При этом новый световой эффект получается благодаря сравнению с помощью тиристора 7 фазы управляющих импульсов с фазой питающей сети fc в течение действия положительного импульса с выхода первого генератора 8 на вход элемента Л 10.

Разность фаз сравниваемых частот fa и fc изменяется на 360° циклически с частотой биений этих частот, причем от периода к периоду дискретно на 360,fc.{fc-f2) граду- сов. В результате сравнения фаз частот вто- рого генератора 9 и питающей сети тиристор 7 включается в соответствии с текущей разностью фаз, при этом е течение определенного промежутка времени на часть положительного полупериода питающей сети. Поэтому яркость свечения лампы 6 в этом световом эффекте будет изменять- ся по сложному закону. На постоянном фоне минимальной яркости свечения Pmin с частотой fi первого генератора 8 будут наблюдаться вспышки яркости с частотой биений fs второго генератора 9 и питающей сети fc.

При этом яркость свечения лампы 6 в каждом периоде частоты биений изменяется по пилообразному закону. Для случая (см. фиг. 4) в начале этого периода в течение определенного промежутка времени лампа 6 светится с максимальной яркостью Ртах, затем яркость свечения лампы 6 постепенно снижается до минимального значения Pmin к концу периода частоты биений ТБ. При соотношении частот в первой части пери- ода частоты биений fs яркость свечения

лампы б постепенно возрастает от значения Pmin до Ртах, и затем в течение оставшейся части периода частоты биений продолжает светиться с максимальной яркостью Ртах.

Если в заявляемом устройстве вместо конденсатора 4 в качестве элемента, обладающего сопротивлением переменному току, использовать вторую лампу (гирлянду), то описанные световые эффекты получают дополнительную яркостную окраску и возможность разноуровневого изменения яркости свечения двух ламп вместо одной. Например, если вместо конденсатора 4 использовать вторую лампу с номинальной яркостью свечения Рн, как и у первой лампы 6, то во всех описанных световых эффектах яркость свечения первой лампы 6 будет изРнменяться от значения Pmin -у до .

Яркость свечения второй лзмпы будет изменяться синхронно с изменением яркости свечения первой лампы, при этом, когда яркость свечения первой лампы 6 равна Pmin

Рн

---, то вторая лампа будет также светиться

:; Рн : ; с яркостью z, когда яркость свечения первой лампы 6 будет достигать значения , яркость свечения второй лампы соРнставит -. При плавном изменении яркости

свечения в четвертом (см. фиг. 4) световом эффекте при возрастании яркости свечения первой лампы 6 яркость свечения второй лампы убывает и наоборот.

Данное изобретение позволяет при простой схеме управления на одной гирлянде ламп получить четыре разновидности закономерности изменения яркости гирлянды, причем субъективное качество восприятия этих закономерностей не зависит от степени освещенности окружающего объема пространства. Следует заметить, что простая возможность изменения частот генераторов 8, 9 позволяет получить большое разнообразие световых эффектов как по частоте повторяемости, так и по изменению частоты переключения яркости.

Экономический эффект от внедрения изобретения возникает за счет использования очень малых затрат (два генератора и . элемент И можно выполнить на одной микросхеме, например, К561ЛИ2) на изготовление переключателя при обеспечении четырех разновидностей изменений яркости гирлянды,

Формулаизобретения

Переключатель ламп иллюминации, содержащий электронный коммутатор, два генератора импульсов с различными частотами генерации, двухвходовый блок сравнения, входами подключенный к выходам генераторов импульсов, а выходным выводом - к управляющему выводу электронного коммутатора, выводы для подключения к питающей сети переменного тока, выводы для подключения ламп иллюминации и выпрямитель, входными выводами соединенный с выводами для подключения к питающей сети переменного тока, причем первый вывод выходной цепи электронного коммутатора соединен с первым выводом для подключения ламп иллюминации, о т - л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью упрощения, расширения функциональных возможностей и улучшения восприятия Световых эффектов, в переключателе генераторы импульсов выполнены в виде ге- нераторов прямоугольных импульсов, а блок сравнения - в виде логического элемента И, первый входной вывод выпрями Л

Фи& г

теля соединен с вторым выводом для подключения ламп иллюминации, при этом выпрямитель выполнен в виде формирователя выпрямленного сглаженного стабилизированного напряжения между выходным выводом выпрямителя него вторым входным выводом, служащим общим выводом входной и выходной цепей выпрямителя, электронный коммутатор выполнена однонаправленной выходной целью, второй вывод которой соединен с выводом для подключения к питающей сети, соединенным с вторым входным выводом выпрямителя, выводы питания генераторов

импульсов и блока сравнения включены между выходным и вторым входным выводами выпрямителя, при этом в переключатель дополнительно введен токопроводящий балластный элементы, который включен

между первым и вторым выводами выходной цепи электронного коммутатора.

рг/г.З