Устройство питания модуля управления освещением

Полезная модель относится к устройствам питания средств автоматики и вычислительной техники и может быть использована в качестве преобразователя напряжения AC-DC для слаботочного питания модулей управления освещением.
Известен комплекс электропитания антенного поста, электрически связанный посредством разъемов с источником базового питания, с потребителями электроэнергии антенного поста и с его пультом управления [RU 65307, U1, H02J 1/00, 27.07.2007], содержащий микроконтроллеры, микросхемы, реле, электровентилятор охлаждения, служебные вторичные источники питания, а также другие компоненты слаботочной и силовой электроники, причем он функционально включает в себя распределитель, инвертор, конвертор и блок коммутации, причем распределитель снабжен счетчиком моточасов, вход распределителя соединен с трехфазным источником базового питания, а выходы через первый и второй автоматические выключатели параллельно соединены с несколькими базовыми блочными разъемами и с инвертором, на входе которого установлен фильтр индустриальных помех, выход фильтра соединен одной фазой с входом первого микроконтроллера и тремя фазами соединен с входом трехфазного мостового выпрямителя, выход выпрямителя соединен с входом ограничителя стартового тока, выход ограничителя стартового тока через конденсатор соединен с источником вольтдобавки, входящим в состав конвертора, а через контрольную цепь первого датчика тока выход ограничителя стартового тока соединен с входом трехфазного IGBT-моста, выход последнего соединен тремя фазами с тремя резисторами в цепях обратных связей, а также последовательно через фильтр-пробку несущей частоты, через контрольную цепь датчика напряжения и через третий автоматический выключатель соединен с первым выходным блочным разъемом, резисторы же цепей обратных связей замыкаются на соответствующие входы второго микроконтроллера, шесть управляющих выходов которого соединены с затворами полевых транзисторов IGBT-моста через усилители управляющих напряжений, соединенных по цепям питания с входящим в состав инвертора двухполярным служебным источником, а пять других выходов соединены с входами первого микроконтроллера, еще два входа которого соединены соответственно с сигнальными выходами первого датчика тока и датчика входного напряжения, выходы первого микроконтроллера соединены также через усилитель с сигнальной лампой включения, соединены также с другими индикаторами самодиагностики и с входом контроллера-формирователя сигнала по протоколу RS-485, выход которого, в свою очередь, соединен с внешней шиной интерфейса RS-485; конвертор содержит источник вольтдобавки, который через конденсатор подключен по питанию к выходу датчика тока, а по управлению подключен к микроконтроллеру и своим выходом через конденсатор соединен с выходом ограничителя стартового тока, причем одна из вторичных обмоток силового трансформатора, входящего в состав источника вольтдобавки, нагружена на схему выпрямления-стабилизации, которая шиной управления также связана с третьим микроконтроллером, образуя силовой источник питания с управляемым и неуправляемым выходами, оба указанных выхода снабжены фильтрами низких частот, управляемый выход, снабженный силовым транзисторным модулем, вольтметром и вторым датчиком тока, сигнальная цепь которого замкнута на соответствующий вход третьего микроконтроллера, соединен через четвертый автоматический выключатель с третьим выходным блочным разъемом и через пятый автоматический выключатель и через амперметр соединен с третьим блочным разъемом подключения аккумуляторной батареи, неуправляемый же выход соединен с повышающим преобразователем, который связан шиной управления с третьим микроконтроллером, выход повышающего преобразователя соединен с питающим входом понижающего преобразователя, который связан входом управления с третьим микроконтроллером; блок коммутации содержит элементы, обеспечивающие гальваническую развязку и усиление команд антенного поста, а также элементы включением электровентилятора по команде второго микроконтроллера и связан с антенным постом посредством четвертого блочного разъема.
Недостатком устройства является относительно высокая сложность и относительно узкие функциональные возможности, обусловленные тем, что оно предназначено для питания антенного поста, что не позволяет без дополнительных доработок использовать его в модулях управления освещением, в частности управлением питания светильников и управлением включением и выключением их питания по заданной программе.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство слаботочного питания [RU 65307, U1, H02J 1/00, 27.07.2007], содержащее стабилизатор напряжения, последовательно включенные между входами устройства первый резистор, третий диод, включенный в прямом направлении, и третий резистор, параллельно которому подключен конденсатор, первый транзистор проводимости типа р-n-р, эмиттер которого через второй резистор подключен к положительному входу устройства, база через четвертый резистор подключена к отрицательному входу устройства и через последовательно включенные в прямом направлении первый и второй диоды подключена к положительному входу устройства, первый и второй оптронные ключи, стабилитрон, второй транзистор проводимости типа n-p-n, пятый, шестой и седьмой резисторы, четвертый и пятый диоды, при этом эмиттер второго транзистора подключен к отрицательному входу устройства, база подключена к аноду стабилитрона, первому выводу ключевого элемента первого оптронного ключа и через шестой резистор к отрицательному входу устройства, коллектор второго транзистора через включенный в прямом направлении светодиод первого оптронного ключа подключен к коллектору первого транзистора и аноду светодиода второго оптронного ключа, катод которого подключен к отрицательному входу устройства через последовательно соединенные четвертый и пятый диоды, включенные в прямом направлении, второй вывод ключевого элемента первого оптронного ключа через пятый резистор подключен к положительному входу устройства, катод стабилитрона подключен к катоду третьего диода, при этом стабилизатор напряжения имеет выводы управления включением, второй вывод ключевого элемента второго оптронного ключа через седьмой резистор подключен к первому выводу управления включением стабилизатора напряжения, ко второму выводу управления включения которого подключен первый вывод ключевого элемента второго оптронного ключа.
Недостатком устройства является относительно высокая сложность и относительно узкие функциональные возможности, обусловленные тем, что оно не позволяет без дополнительных доработок использовать в модулях управления освещением, в частности, управлением питания светильников и управлением включением и выключением их питания по заданной программе. Это сужает арсенал технических средств, которые могут быть использованы для устройств управления освещением, в частности, для выполнения специфичных вычислительных функций.
Задачей полезной модели является создание процессорного устройства, обладающего функциональными возможностями, позволяющими использовать его в модулях управления освещением.
Требуемый технический результат заключается в расширении функциональных возможностей и расширении на этой основе арсенала технических средств, которые могут быть использованы для устройств управления освещением, в частности, для выполнения специфичных вычислительных функций.
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что, в устройство, содержащее блок формирования постоянного напряжения +24 В и +5 В, выполненного с возможностью соединения с электрической сетью, согласно полезной модели введен микроконтроллер, вход питания которого соединен с блоком формирования постоянного напряжения +24 В и +5 В, выполненного с возможностью дополнительного формирования напряжения +3,3 В, а также с возможностью соединения через первые клеммы вход-выход с клеммами вход-выход интегрированного блока управления питанием светильников и через вторые клеммы вход-выход с клеммами вход-выход блока отключения питания светильников.
На чертеже представлено устройство питания модуля управления освещением совместно с отдельными взаимодействующими средствами, относящимися к модулю управления.
Устройство питания модуля управления освещением содержит блок 1 формирования постоянного напряжения +24 В, +5 В и +3,3 В, выполненного с возможностью соединения с базовой электрической сетью, а также микроконтроллер 2, вход питания которого соединен с блоком 1 формирования постоянного напряжения и с возможностью соединения через первые клеммы вход-выход с клеммами вход-выход интегрированного блока 3 управления питанием светильников и через вторые клеммы вход-выход с клеммами вход-выход блока 4 отключения питания светильников.
Работает устройство питания модуля управления освещением следующим образом.
Блок 1 обеспечивает формирования постоянного напряжения +24 В, +5 В и +3,3 В, предназначенного для слаботочного питания средств модуля управления, включая и микроконтроллера 2, который в частном случае может быть выполнен в виде специализированного микроконтроллера на базе ARM Cortex-M0+ и управляет, в частности, интегрированным блоком 3 управления светильниками DALI/1-10/PWM и блоком 4 отключения питания светильников (драйвера светодиодного светильника).
Исходя из требований к устройству он обеспечивает питание напряжением 24 В постоянного тока для питания шины DALI и 5 В постоянного тока для питания всех блоков модуля управления освещением, с защитой от перенапряжений и перегрузок. В нем обеспечивается полная изоляция (гальваническая развязка до 2кВ) всех цепей как от промышленной сети питания 220 В, так и от интерфейсов светильника DALI/1-10/PWM. Устройство обеспечивает питание шины DALI, управление драйверами светодиодных светильников по протоколу DALI (IEC 62386-102:2014), определяет аварийное состояние светодиодных светильников по протоколу DALI (IEC 62386-102:2014), передача диагностической и прочей информации о состоянии светильников (в соответствии с протоколом DALI (IEC 62386-207:2014)), возможность использования различных режимов управления -DALI/1-10/PWM, управление драйверами светодиодных светильников по протоколу 1-10 (IEC 60929), управление драйверами светодиодных светильников по протоколу PWM, аппаратная возможность отключения питания драйвера светильников, определение мощности, потребляемой светильником, взаимодействие с прочими средствами модуля по протоколу RS-485.
Таким образом, в предложенном устройстве обеспечивается достижение требуемого технического результата, заключающегося в расширении функциональных возможностей и расширении на этой основе арсенала технических средств, которые могут быть использованы для устройств управления освещением, в частности, для выполнения специфичных вычислительных функций.