ИМПУЛЬСНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ДЛЯ СВЕТОДИОДОВ

Полезная модель относится к электрическому освещению, а именно - к источникам света со светоизлучающими диодами, и может быть использована в осветительных и светосигнальных устройствах.
Известен импульсный сетевой источник питания, содержащий выпрямитель и соединенные с выходом выпрямителя импульсный преобразователь и делитель напряжения, при этом импульсный преобразователь содержит контроллер на базе интегральной микросхемы и внешний электронный ключ на полевом транзисторе, и вход питания контроллера соединен с выходом делителя напряжения [Ромадина И. Микросхемы ШИМ-контроллеров ON Semi для сетевых источников питания/ Компоненты и технологии №7, 2010, с. 88].
Диапазон изменения напряжения питающей сети, в котором обеспечивается функционирование известного источника питания, ограничен недостаточной стабильностью напряжения питания контроллера. Тем самым, делитель напряжения, выход которого соединен с входом питания контроллера, ограничивает функциональные возможности источника питания.
Известен также импульсный источник питания для светодиодов, содержащий выпрямитель и соединенный с выходом выпрямителя импульсный преобразователь, включающий в себя контроллер на базе интегральной микросхемы, внешний электронный ключ на полевом транзисторе, изолирующий импульсный трансформатор и параметрический стабилизатор напряжения питания контроллера, при этом параметрический стабилизатор подключен через вспомогательный выпрямитель к дополнительной обмотке изолирующего трансформатора и выполнен с транзистором в режиме эмиттерного повторителя со стабилитроном в базовой цепи [Патент РФ №119186, МПК H02M 9/00, 2012].
Функционирование известного источника питания обеспечивается в широком диапазоне изменения напряжения питающей сети (например, в диапазоне 80-400 В), однако этот результат достигается путем введения в источник питания дополнительных элементов изолирующего импульсного трансформатора с дополнительной обмоткой и вспомогательного выпрямителя, что приводит к усложнению схемы.
Наиболее близким к предложенной полезной модели является известный импульсный источник питания для светодиодов, содержащий выпрямитель и соединенные с выходом выпрямителя импульсный преобразователь и параметрический стабилизатор напряжения, при этом импульсный преобразователь содержит контроллер на базе интегральной микросхемы и электронный ключ на полевом транзисторе, параметрический стабилизатор напряжения выполнен однокаскадным с одним стабилитроном, и вход питания контроллера соединен с выходом параметрического стабилизатора напряжения [Щерба А. Особенности применения нового стабилизатора тока МР4000 для питания мощных светодиодов/ Полупроводниковая светотехника №6, 2011, с. 32-34].
Диапазон изменения напряжения питающей сети, в котором обеспечивается функционирование известного источника питания, ограничен недостаточной стабилизацией напряжения питания контроллера. Тем самым, выполнение параметрического стабилизатора однокаскадным с одним стабилитроном ограничивает функциональные возможности известного источника питания.
Предлагаемая полезная модель направлена на расширение функциональных возможностей импульсного источника питания для светодиодов.
Технический результат при осуществлении полезной модели заключается в расширении диапазона изменения напряжения питающей сети, в котором обеспечивается функционирование источника питания для светодиодов.
Указанный результат достигается тем, что в известном импульсном источнике питания для светодиодов, содержащем выпрямитель и соединенные с выходом выпрямителя импульсный преобразователь и параметрический стабилизатор напряжения, при этом импульсный преобразователь содержит контроллер на базе интегральной микросхемы и электронный ключ на полевом транзисторе, параметрический стабилизатор содержит, по меньшей мере, один стабилитрон, и вход питания контроллера соединен с выходом параметрического стабилизатора напряжения, в параметрический стабилизатор напряжения дополнительно введен транзисторный источник постоянного тока для стабилитрона.
Транзисторный источник постоянного тока для стабилитрона обеспечивает повышение качества стабилизации напряжения питания контроллера при высоком кпд параметрического стабилизатора напряжения, тем самым расширяется диапазон изменения напряжения питающей сети, в котором обеспечивается функционирование источника питания для светодиодов.
Параметрические стабилизаторы напряжения с транзисторным источником постоянного тока для стабилитрона могут быть выполнены по различным схемам [Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры: Справочник /Г.С. Найвельт, К.Б. Мазель, Ч.И. Хусаинов и др.; Под ред. Г.С. Найвельта. - М.: Радио и связь, 1985, с. 168-170]. Транзисторный источник постоянного тока для стабилитрона может быть выполнен как на биполярных транзисторах, так и на полевых транзисторах [Корис Р., Шмидт-Вальтер X. Справочник инженера-схемотехника. - М.: Техносфера, 2008, с. 343-345, 368].
В частном случае реализации полезной модели параметрический стабилизатор напряжения выполнен с токостабилизирующими транзисторами различной проводимости n-p-n и p-n-p.
При этом выполнении обеспечивается высокая стабильность напряжения питания контроллера.
Сущность предложенной полезной модели поясняется чертежом, на котором показана электрическая схема импульсного источника питания для светодиодов.
Импульсный источник питания для светодиодов содержит выпрямитель 1 и соединенные с выходом выпрямителя понижающий импульсный преобразователь 2 и параметрический стабилизатор напряжения 3. Импульсный преобразователь 2 содержит контроллер на базе интегральной микросхемы 4, электронный ключ на полевом транзисторе 5, индуктивность 6 и диод 7. В цепи полевого транзистора 5 имеется резистор 8, предназначенный для формирования сигнала обратной связи по току электронного ключа. В примере используется интегральная микросхема МР4000 производства компании Monolithic Power Systems [Щерба А. Особенности применения нового стабилизатора тока МР4000 для питания мощных светодиодов/ Полупроводниковая светотехника №6, 2011, с. 32-34], неупомянутые выводы микросхемы на чертеже условно не показаны. Параметрический стабилизатор 3 состоит из двух токостабилизирующих транзисторов 9 и 10 различной проводимости n-p-n и p-n-p, двух стабилитронов 11 и 12 и резисторов 13 и 14. Источник питания содержит также сглаживающий конденсатор 15 на выходе выпрямителя 1 и сглаживающий конденсатор 16 на выходе параметрического стабилизатора напряжения 3.
Дополнительный диод 17 в стабилизаторе напряжения 3 предназначен для предотвращения разряда конденсатора 16 на резистор 13.
Для повышения КПД в случае малых токов потребления стабилизатор напряжения 3 может быть снабжен стабилитроном (не показан), включенным в разрыв соединения стабилитрона 12 с общим выводом. При этом анод упомянутого стабилитрона соединен с общим выводом.
Источник питания работает следующим образом.
К выходным зажимам 18 и 19 импульсного преобразователя 2 подключают светодиоды 20, соединенные в последовательную цепь, и сглаживающий конденсатор 21.
При подаче на входные зажимы выпрямителя 1 переменного напряжения на выходе выпрямителя 1 появляется выпрямленное напряжение питания силовых цепей импульсного преобразователя 2, а на выходе параметрического стабилизатора напряжения 3 - стабилизированное напряжение питания интегральной микросхемы 4. Преобразователь 2 работает известным способом, по типу понижающего импульсного преобразователя, при этом на светодиоды 20 поступает импульсный ток. Напряжение питания интегральной микросхемы 4 стабилизировано в широком диапазоне изменения напряжения питающей сети: по заданному верхнему пределу диапазона выбирают токостабилизирующие транзисторы 9 и 10, а нижний предел диапазона связан с параметрами стабилитронов 11 и 12.
Пример выполнения подтверждает возможность достижения заявленного технического результата.
Указанный пример не исчерпывает возможные варианты реализации полезной модели. Импульсный преобразователь может быть повышающего или инвертирующего типа, в качестве контроллера могут быть применены микросхемы различных марок, в параметрическом стабилизаторе напряжения может быть применен другой транзисторный источник постоянного тока для стабилитрона и т.д.