ЛАМПА СЕТЕВАЯ ШТАТНОГО И АВАРИЙНОГО ОСВЕЩЕНИЯ (ЛСШиАО)
REGULAR AND EMERGENCY LIGHTING NETWORK LAMP (RaELNL)

I. Лампа сетевая штатного и аварийного освещения (ЛСШиАО).
II. Область техники.
ЛСШиАО относится к устройствам как штатного, так и аварийного освещения.
ЛСШиАО может быть использована для освещения жилых объектов, непрерывного производства, охраняемых объектов и объектов здравоохранения, тоннелей и аналогичных им объектов, отключение освещения которых на короткое время может привести к значительным экономическим потерям и человеческим жертвам.
III. Уровень техники.
Известен способ аварийного освещения, реализованный в [1].
Рассмотрим данное устройство для аварийного освещения в качестве аналога для предлагаемого изобретения.
Сходство аналога с предлагаемым изобретением:
1. Оба устройства управляют аварийными и штатными режимами освещения.
2. Оба устройства используют в качестве аварийного освещения светодиод, питающийся от заряженного аккумулятора.
Характерные различия аналога от предлагаемого изобретения:
1. Аналог не имеет функции автоматического управления штатным и аварийным освещением.
2. Аналог не содержит схемы автоматического распознавания наличия напряжения в сети.
3. Аналог не представляет собой единой автономной конструкции, где были бы реализованы одновременно два режима работы - штатный и аварийный, т.е. в аналоге штатный и аварийный режимы реализуются в двух отдельных устройствах-конструкциях.
Известен другой способ аварийного и рабочего освещения [2].
Рассмотрим данное устройство автоматического управления аварийным и рабочим освещением в качестве прототипа для ЛСШиАО.
Сходство прототипа с ЛСШиАО:
1. Оба устройства управляют аварийным и штатным режимами освещения.
2. Оба устройства используют в качестве источника аварийного освещения аккумулятор.
3. Оба устройства имеют схему контроля наличия рабочего напряжения и схему сравнения напряжений.
Характерные различия прототипа с ЛСШиАО.
1. Прототип имеет выносные кнопки для своего включения, т.е. включение устройства не происходит автоматически.
2. В качестве аварийного осветительного прибора используется лампа, питающаяся от преобразователя напряжения, а не блок энергоэкономичных светодиодов.
3. Прототип не представляет собой единой конструкции на базе стандартного промышленного лампового патрона любой модификации, где были бы реализованы как система управления режимами, так и источник освещения. У прототипа нет возможности электрически подключаться к патрону для стандартного цоколя и конструктивно размещаться в этом же патроне.
IV. Сущность изобретения.
ЛСШиАО предназначена для использования в качестве штатного освещения и в аварийных ситуациях, связанных с отсутствием электроэнергии в сети.
ЛСШиАО решает задачи при аварийных ситуациях, связанных с отключением электроэнергии в сети без изменения структуры энергоснабжения объектов.
Структурная схема (фиг.1) модуля ЛСШиАО (1) состоит из цоколя ЛСШиАО (2), схемы контроля и управления (3), блока светодиодов (4), аккумулятора (5), патрона для стандартной лампы освещения (6).
Патрон сетевой основной предназначен для подключения ЛСШиАО к сети электроснабжения.
Рассмотрим составные части структурной схемы ЛСШиАО, их функциональное назначение и режимы работы.
Цоколь ЛСШиАО (2) служит переходником для подачи электроэнергии от сетевого патрона к схеме контроля и управления устройством (3). Блок светодиодов (4) предназначен для аварийного освещения в случае прекращения подачи электроснабжения в сети. Аккумулятор (5) необходим для электропитания схемы контроля и управления (3) и для питания блока светодиодов в аварийном режиме.
Патрон лампы накаливания (6) предназначен для электроподключения сетевой лампы накаливания. Сетевая лампа накаливания служит источником освещения в штатном режиме работы.
Основные электронные и логические функции в устройстве выполняет схема контроля и управления (3):
1. Зарядное устройство (7) осуществляет заряд аккумулятора и поддержание его в полностью заряженном состоянии.
2. Схема состояния сетевого выключателя (8) осуществляет отслеживание режима выключателя сетевого (вкл./откл.).
3. Коммутатор лампы накаливания (9) осуществляет функции управления подачи электропитания для лампы накаливания в штатном режиме.
4. Коммутатор блока светодиодов (10) осуществляет функции управления подачи электропитания от аккумулятора в аварийном режиме.
ЛСШиАО имеет следующие режимы работы:
I. Штатный режим.
1. При наличии электроснабжения в сети и включенном сетевом выключателе включена сетевая лампа накаливания. Блок светодиодов выключен. Это обеспечивается тем, что коммутатор лампы накаливания (фиг.2), собранной на элементах VS1 (симистор), DA3 (оптрон) и R6, включает сетевую лампу накаливания за счет того, что на управляющий электрод электронного ключа симистора VS1 поступают короткие импульсы частотой 50 Гц, подаваемые через элементы DA3 и R6. Таким образом, открывается симистор VS1 и осуществляется подача напряжения на сетевую лампу накаливания.
Импульсное зарядное устройство ИЗУ1 (фиг.2) осуществляет заряд аккумулятора GB1 (фиг.2) и поддержание его в полностью заряженном состоянии.
Схема состояния выключателя (фиг.2), собранная на элементах DA2 (RC-генератор), диодах VD2, VD3, конденсаторах С2, 3, С4 и резисторах R3, R4, R5, в данном устройстве является предметом изобретения. Она при этом режиме, т.е. при включенном сетевом выключателе, подает управляющий потенциал через резистор R3 на схему коммутатора блока светодиодов.
Коммутатор блока светодиодов, собранный на: микросхеме DA1, т.е. управляемый логический стабилизатор напряжения, выполняющий одновременно и функцию электронного ключа; транзисторе VT1, диоде VD1 и резисторах R1, R2, - находится в закрытом состоянии, т.е. на первом выводе DA1 имеется напряжение, на втором выводе (выход), идущем на блок светодиодов, отсутствует напряжение за счет того, что на управляющий вывод 4 микросхемы DA1 подается напряжение с резистора Р3, которое запирает микросхему DA1.
2. При наличии электроснабжения в сети и выключенном сетевом выключателе выключена сетевая лампа накаливания. Блок светодиодов выключен. Это обеспечивается тем, что коммутатор лампы накаливания (фиг.2), собранный на симисторе VS1, при отсутствии электроснабжения в сети не создает низкого сопротивления на входных разъемах цоколя ЛСШиАО (фиг.1). Таким образом, не создаются помехи в работе схемы состояния выключателя, которая реагирует на низкое сопротивление в сети. Схема состояния выключателя (фиг.2.), собранная на микросхеме DA2, через резистор R3 подает управляющий сигнал при отсутствии напряжения на схему коммутатора блока светодиодов. Это обеспечивается за счет того, что на цоколе лампы ЛСШиАО не создается низкого сопротивления благодаря использованию в схеме бестрансформаторного импульсного зарядного устройства ИЗУ1 (фиг.2).
Коммутатор блока светодиодов, собранный на микросхеме DA1 (фиг.2), находится в закрытом состоянии, т.к. на управляющем выводе DA1 отсутствует потенциал.
II. Аварийный режим работы.
1. При прекращении подачи электроснабжения в сети и включенном сетевом выключателе выключена сетевая лампа накаливания и включается блок светодиодов. Это обеспечивается тем, что автоматически срабатывает схема состояния выключателя DA2 (фиг.2) и без задержки осуществляется подача управляющего потенциала на электронный ключ DA1 коммутатора блока светодиодов (фиг.2). Таким образом, ключ открывается и осуществляется подача напряжения на блок светодиодов. Это также является предметом изобретения.
Схема состояния выключателя срабатывает из-за того, что на цоколе ЛСШиАО (фиг.1) появляется низкое сопротивление, передаваемое через сетевой настенный выключатель от других бытовых и промышленных электроприборов, имеющих низкое входное сопротивление. Это также является предметом изобретения.
2. При прекращения подачи электроснабжения в сети и выключенном сетевом выключателе выключена сетевая лампа накаливания и блок светодиодов выключен.
Это обеспечивается тем, что не срабатывает схема состояния сетевого выключателя, т.к. на цоколе ЛСШиАО (фиг.1) отсутствует низкое сопротивление, необходимое для включения генератора RC, собранного на микросхеме DA2 (фиг.2). Через резистор R3 подает управляющий сигнал на схему коммутатора блока светодиодов, который запирает микросхему DA1 (фиг.2). Таким образом, подача напряжения на блок светодиодов не обеспечивается.
Одним из существенных признаков, характеризующих устройство как предмет изобретения, является его единая конструкция (фиг.3) на базе лампового промышленного цоколя (2). На нем размещен блок светодиодов (4). Внутри цоколя ЛСШиАО размещаются: аккумулятор (5), схема контроля и управления (3). На торце крышки цоколя (11) закреплен патрон лампы накаливания (6).
На фиг.4 и на фиг.5 представлена в сборе конструкция ЛСШиАО:
сетевой патрон (12), модуль ЛСШиАО (1), сетевая лампа накаливания (13).
Технический результат, получаемый в данном изобретении, достигается ввиду использования в нем новых по принципу логических схем и новых связей между элементами, благодаря чему сформированы преимущественные признаки, выделяющие ЛСШиАО от аналога и прототипа.
Преимущественные признаки ЛСШиАО являются также следствием создания принципиально новой единой конструкции со штатным и аварийным освещением одновременно, которой нет в аналоге и прототипе.
Литература
1. Устройство для аварийного освещения. Патент RU 44790 U1, F21S 8/00. Заявка 2004 137617/22, 22.12.2004. Опубликовано 27.03.2005. Бюл. №9. Авторы: Ломтев Е.А., Цыпин Б.В., Ежов Ю.М. Патентообладатель: Пензенский Государственный Университет.
2. Патент RU 64003 U1, Н05В 37/02 (2006.01). Устройство автоматического управления рабочим и аварийным освещением. Заявка 2006147428/22, 9.12.2006. Опубликовано 10.06.07. Бюл. №16, Авторы: Верес Михаил Викторович. Патентообладатель: ОАО «Звезда-Энергетика», Санкт-Петербург, проспект Стачек 47.