ПРОГРАММНО-УПРАВЛЯЕМЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС ИСТОЧНИКОВ ТОКА ДЛЯ СВЕТОДИОДНЫХ СВЕТИЛЬНИКОВ

- Область техники
Полезная модель относится к полупроводниковой светотехнике, а именно к оборудованию для контроля параметров источников тока светодиодных светильников.
- Известный уровень техники
Работу светодиодов в составе осветительного прибора обеспечивает преобразователь электрической энергии (часто именуется, драйвер). Важным обстоятельством функционирования драйвера является надежность его работы в условиях нестабильного сетевого напряжения. При этом важно учитывать влияние этих колебаний на светодиоды, составляющие светоизлучающую группу и также влияющих на работу драйвера.
Известна светодиодная система освещения сети переменного тока, в которой для контроля параметров электропитания светодиодов используют компаратор, сравнивающий параметры питающего выпрямитель переменного тока с параметрами постоянного тока, поступающего на светодиоды для возможности управления работой светодиодной системы (KR 20090117850 (А), МПК Н05В 37/02, опубликовано 2009-11-13).
Известно устройство для корректировки электропитания светодиодов, обеспечивающее измерение текущего значения электропитания драйвера для регулировки выходного напряжения цепи нагрузки (DE 102010045389 (А1), МПК Н05В 37/02, опубликовано 2012-03-15).
Известно устройство для электропитания светодиодного светильника, содержащее трансформатор, снабженный множеством витков в первичной обмотке, которые подключаются по мере необходимости регулирования тока во вторичной обмотке, питающей блок светодиодов осветительного устройства (WO 0171444 (А1), МПК G05F 1/14, опубликовано 2001-09-27).
Все вышеуказанные аналоги позволяют контролировать параметры электропитания, подаваемого на светодиодную нагрузку, обеспечивая тем самым оптимизацию режимов работы светоизлучающей группы в процессе ее эксплуатации.
Известно устройство для проверки светотехнических характеристик светодиодов, размещенных на плате, в зависимости от времени наработки, содержащее блок преобразования сетевой энергии в виде фильтра-стабилизатора; узел размещения объектов измерения/драйвер группы светодиодов; средства коммутации измерительных и управляющих сигналов; средства измерения и контроля выходных параметров («Измерительная лаборатория для комплексного исследования характеристик светодиодов», С.Никифоров, «Компоненты и технологии», №7/2007, с.174).
Известное решение предназначено для исследования характеристик светодиодов, объединенных в группу, и не обеспечивает измерение параметров драйверов, которые могут изменяться в случае нестабильности сетевого напряжения и вносить свои искажения в параметры тока, питающего светодиоды. От того сколь стабильно ведет себя драйвер в сети с нестабильным сетевым напряжением зависит качество электропитания светодиодов и, в конечном итоге, срок службы светодиодного светильника.
В качестве ближайшего аналога принято решение, описанное в статье С.Никифорова в издании «Компоненты и технологии», №7/2007, с.174.
Техническим результатом полезной модели является повышение производительности оборудования, за счет возможности одновременной проверки функционирования и измерения входных и выходных параметров одновременно нескольких драйверов светодиодных светильников.
- Раскрытие полезной модели.
Сущность полезной модели характеризуется следующей совокупностью существенных признаков:
Программно-управляемый измерительный комплекс источников тока для светодиодных светильников, содержащий средство преобразования сетевой энергии; узел размещения объектов измерения; средства коммутации измерительных и управляющих сигналов и контроля выходных параметров, отличающееся тем, что снабжен, по меньшей мере, одним кластером светодиодов, образующим блок нагрузок, имеющий датчик температуры; узел размещения объектов измерения выполнен с возможностью подключения нескольких источников тока; блоком первичного ограничения тока и отключения объекта измерения; контроллером измерения входного напряжения и трансформатором, при этом средства коммутации снабжены узлом коммутации, соединенным с блоком нагрузок и датчиком температуры, с контроллером входного напряжения и тока, с узлом подключения источников тока, с блоком ограничения тока и отключения объекта измерения, и трансформатором.
В качестве уточняющих, развивающих и оптимизирующих признаков необходимо указать что:
- узел размещения объектов измерения выполнен с возможностью размещения двух и более источников тока. Последнее особенно актуальное в условиях крупносерийного производства;
- блок нагрузок содержит три дискретных кластера светодиодов;
- датчик температуры снабжен каналами обмена данными со средствами контроля параметров.
- Краткое описание чертежей
Полезная модель иллюстрируется чертежом, на котором представлен вариант устройства для контроля трех драйверов.
Программно-управляемый измерительный комплекс источников питания для светодиодных светильников имеет стабилизатор 1 сетевой энергии, обеспечивающий номинальное питающее напряжение; узел 2 подключения драйверов 3 и блок 4 нагрузки, составленный дискретными кластерами 5 светодиодов. Стабилизатор 1 соединен с трансформатором 7, обеспечивающим подачу максимального Umax и минимального Umin питающего напряжения к драйверам 3. Блок 6 ограничения тока и отключения объекта измерения предназначен для защиты стенда в случае попадания на контроль неисправного драйвера, который может вызвать короткое замыкание в цепи входного напряжения и привести к необратимым последствиям. Входной ток драйвера ограничен на уровне порядка 3-х номинальных значений, что определяется пусковой характеристикой драйвера, то есть возможностью выйти на режим «холостого хода» при определенном ограничении тока. Узел 2 подключения драйверов выполнен с возможностью подключения нескольких драйверов 3. Узел 8 коммутации измерительных и управляющих сигналов соединен с датчиком 12 температуры, с контроллером 9 измерения входных напряжений и тока, с драйверами 3 через блок 6 ограничения тока и отключения объекта измерения, с контроллером 10 измерения выходных параметров и с трансформатором 7.
Датчик 12 температуры светодиодов предназначен для повышения точности измерения выходных параметров. Протекание тока через цепочку светодиодов влечет изменение вольт-амперной характеристики всего кластера светодиодов и существенно влияет на результаты измерения, которое учитывается программным устройством 11, которое обрабатывает результаты измерения параметров, фиксирует их в долговременной памяти и дает заключение о пригодности драйвера к эксплуатации.
- Пример осуществления полезной модели
Проверяемые драйверы 3 устанавливаются на три позиции контактирующих приспособлений (см. фиг.1). Через плату 2 коммутации на вход всех трех драйверов может быть подано сетевое напряжение следующей величины: номинальное (от стабилизатора 1), минимальное 176 В или максимальное 265 В (от трансформатора 7).
В случае отказа одного из драйверов 3 блок 6 отключает драйвер, в котором произошел катастрофический отказ, что позволяет завершить испытания партии драйверов.
Выходы драйвера 3 через плату 2 коммутации подключены к блоку нагрузки 4, которая представляет собой последовательную цепочку светодиодов. Нагрузка может быть максимальной (44 светодиода), минимальной (31 светодиод), отключена совсем (режим XX) или имитировать КЗ (с ограничением тока на уровне 1,5 А). Измерение выходного тока драйвера и напряжения на нагрузке осуществляет АЦП блока 10.
При номинальных параметрах сети измеряются активная, реактивная и полная мощности, потребляемые каждым из 3-х драйверов. При всех трех значениях сети АЦП блока 10 измеряет выходные напряжения и токи каждого проверяемого драйвера.
Через USB порты результаты измерения параметров проверяемых источников поступают в программное устройство 11, обрабатываются, фиксируются и в результате принимается решение о годности или негодности проверяемых образцов.