СХЕМА УПРАВЛЕНИЯ МНОЖЕСТВОМ СВЕТОДИОДОВ

Полезная модель относится к области электроники, а именно, к схемам управления множеством светодиодов и может быть использована в осветительных и светосигнальных системах и в светильниках различного назначения, преимущественно, со светоизлучающими диодами.
Известна схема управления (1), в которой управление током параллельных цепочек осуществляется по току одной из них, причем управление каждой цепочкой осуществляется отдельным транзистором. Недостаток этой схемы управления в том, что управление током цепочек светодиодов осуществляется по току одной из них, хотя в одной или в нескольких других цепочках ток может быть больше, чем в той, по которой осуществляется управление и, следовательно, надежность работы всего множества светодиодов не обеспечивается. Другим недостатком этой схемы управления является то, что в ней количество транзисторов, управляющих током цепочек светодиодов, равно количеству цепочек. При большом токе светодиодов в мощных светильниках это ведет к увеличению габаритных размеров и цены светодиодного светильника т.к. необходимо большое количество мощных транзисторов.
Наиболее близкой является известная схема (2), в варианте на рисунке 4. Схема управления множеством светодиодов, содержащая одну цепочку светодиодов, соединенных последовательно, множество цепочек светодиодов, подключенных параллельно с первой цепочкой светодиодов, элемент регулирования тока, схему регулирования напряжения питания множества цепочек светодиодов на основе контролируемых напряжений на цепочках светодиодов.
В этой схеме напряжение DC/DC преобразователя напряжения питания светодиодов регулируется по уровню напряжения с диодов, аноды которых соединены между собой, а катоды соединены с каждой цепочкой светодиодов соответственно. В этом случае напряжение DC/DC преобразователя регулируется по максимальному падению напряжения на цепочке светодиодов. Недостаток этой схемы в том, что для управления режимом работы светодиодов отслеживается падение напряжения на каждой цепочке светодиодов, а не ток, что более важно для обеспечения надежной работы светодиодов. Другим недостатком этой схемы управления является то, что для управления импульсным или ШИМ режимом работы светодиодов в ней используются транзисторы, количество которых равно количеству цепочек светодиодов. При большом токе светодиодов в мощных светильниках это ведет к увеличению габаритных размеров и цены светодиодного светильника.
Предлагаемая схема управления направлена на устранение указанных недостатков известной схемы управления.
Технический результат заключается в упрощении схемы управления множеством светодиодов и повышении технико-экономических показателей устройств без снижения надежности их работы.
Указанный технический результат достигается за счет того, что схема управления множеством светодиодов, содержащая одну цепочку светодиодов, соединенных последовательно, множество цепочек светодиодов, подключенных параллельно с первой цепочкой светодиодов, элемент регулирования тока, схему регулирования напряжения питания множества цепочек светодиодов на основе контролируемых напряжений на цепочках светодиодов, управление элементом регулирования тока осуществляется по максимальному току цепочек светодиодов, который отслеживается с помощью напряжения на катодах диодов, соединенных между собой, а аноды диодов соединены с низкоомными балластными резисторами цепочек светодиодов, управление током светодиодов осуществляется одним элементом регулирования тока, при этом ток любого светодиода не более установленного при регулировке.
Напряжение с соединенных вместе катодов диодов подается на вход операционный усилителя с обвязкой из пассивных элементов. На другой вход операционного усилителя подается опорное напряжение, задающее ток светодиодов, с выхода операционного усилителя управляющее напряжение подается на стабилизатор тока. Таким образом, ток в любой цепочке светодиодов не может быть более того, по которому установлен стабилизатор тока с помощью опорного напряжения, следовательно, обеспечивается надежная работа светодиодов. При подаче на один из входов операционного усилителя импульсного (широтно-импульсного) управляющего сигнала возможен импульсный (широтно-импульсный) режим работы всего множества светодиодов.
Сравнительный анализ предлагаемого решения и прототипа позволяет сделать вывод, что заявляемая схема управления множеством светодиодов отличается тем, что управление стабилизатором тока питания двух и более параллельных цепочек из одинакового количества последовательно-соединенных светодиодов осуществляется по максимальному току цепочек светодиодов, который отслеживается с помощью напряжения на катодах диодов, соединенных между собой, а аноды диодов соединены с низкоомными балластными резисторами цепочек светодиодов, управление током светодиодов осуществляется одним элементом регулирования тока, при этом ток любого светодиода не более установленного при регулировке.
Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию «новизна».
Сущность технического решения поясняется схемой, приведенной на фиг. 1. Питание множества параллельных цепочек одинакового количества последовательно соединенных светодиодов 2 осуществляется регулируемым стабилизатором тока 1. Каждая из цепочек светодиодов 2 соединена с низкоомным балластным резистором 3, аноды каждого из диодов 4 подсоединены к низкоомным резисторам 3. Катоды диодов 4 соединены с резистором 6. Напряжение на резисторе 6 пропорционально максимальному току одной из цепочек светодиодов 2, это напряжение подается на вход операционного усилителя 5 с обвязкой из пассивных элементов. На другой вход операционного усилителя 5 подается опорное напряжение Uоп, с помощью которого устанавливается максимальный ток светодиодов. С выхода операционного усилителя 5 подается управляющее напряжение (ток) на стабилизатор тока 1. Таким образом, ни в одной из цепочек 2 не может быть ток более максимального, по которому установлен стабилизатор тока 1, этим обеспечивается надежность работы множества светодиодов. При подаче на один из входов операционного усилителя импульсного или широтно-импульсного управляющего сигнала возможно управление режимом работы всего множества светодиодов.
На фиг. 2 проиллюстрирован вариант схемы управления, приведенной на фиг. 1, отличающийся тем, что напряжение на соединенных катодах диодов 4 может отслеживаться непосредственно на входе управляющего элемента 5 стабилизатора тока 1. Источники информации:
1 Описание к патенту US 6,515,434 В1, МПК Н05В 37/02, опубл. 04.02.2003.
2 Описание к патенту US 6,864,641 В2, МПК Н05В 37/02, опубл. 26.08.2004.