СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСВЕЩЕНИЯ ПРОСТРАНСТВА С ПОМОЩЬЮ ГИРЛЯНДЫ СВЕТОИЗЛУЧАЮЩИХ ДИОДОВ
METHOD AND DEVICE FOR LIGHTING THE SPACE WITH GARLAND OF LIGHT-EMITTING DIODES

Область техники, к которой относится изобретение
Данное изобретение относится к области освещения светоизлучающими диодами (СИДами). Более конкретно, данное изобретение относится к способу и устройству для освещения пространства с помощью гирлянды СИДов, состоящей из сегментов СИДов, соединенных последовательно.
Характеристика предшествующего уровня техники
В патенте США № 7081722 и документах US2010/0194298 и US2004/0233145 описаны способ и/или схема многофазного возбуждения СИДов. Предусмотрена гирлянда СИДов, разделенных на группы, соединенные друг с другом последовательно. Каждая группа подключена к «земле» посредством отдельных проводящих дорожек. На каждой проводящей дорожке предусмотрен переключатель фаз. Увеличение входного напряжения вызывает включение гирлянды СИДов группа за группой в последовательности от начала к концу гирлянды.
В области освещения СИДами существует потребность в дополнительном расширении функциональных возможностей освещения и создании пространственно распределенного освещения.
Краткое изложение существа изобретения
Было бы желательно разработать способ и устройство для освещения пространства посредством пространственно распределенного освещения. Было бы также желательно разработать пространственно распределенные средства освещения простым методом и при сниженных затратах. Кроме того, было бы желательно влиять на распределенный свет посредством уменьшения яркости.
Чтобы достичь этой цели наилучшим образом, в первом аспекте, соответствующем изобретению, предложен способ освещения, по меньшей мере, части пространства с помощью гирлянды светоизлучающих диодов (СИДов), содержащий первый сегмент СИДов и, по меньшей мере, один дополнительный сегмент СИДов, которые соединены последовательно, причем каждый сегмент СИДов содержит, по меньшей мере, один СИД, а гирлянда СИДов запитывается выпрямленным напряжением переменного тока. Первый сегмент СИДов запитывается, когда выпрямленное напряжение переменного тока выше первого уровня напряжения, а первый сегмент СИДов и дополнительный сегмент СИДов запитываются, когда выпрямленное напряжение переменного тока выше второго уровня напряжения, который выше, чем первый уровень напряжения. Первый сегмент СИДов расположен с возможностью излучения света в первый объем пространства, а дополнительный сегмент СИДов расположен с возможностью излучения света во второй объем пространства, причем первый объем, по меньшей мере, частично отличается от второго объема. Первый сегмент СИДов излучает свет, обладающий первыми свойствами света, а дополнительный сегмент СИДов излучает свет, обладающий первыми свойствами света, такими же, как свойства света первого сегмента СИДов, или отличающимися от них. Свойства света могут включать в себя интенсивность света и цвет света.
Гирлянда СИДов, далее именуемая также модулем СИДов, содержит множество сегментов СИДов, соединенных последовательно. Каждый сегмент СИДов может содержать один или более СИДов, взаимно соединенных так, как это желательно. Напряжение каждого сегмента СИДов может быть таким же, как в других сегментах, или отличающимся от него. Количество сегментов СИДов в гирлянде СИДов можно выбирать по-разному, и оно составляет, по меньшей мере, два.
Гирлянда СИДов может содержать сегменты СИДов, которые все излучают свет одного и того же цвета.
В других вариантах осуществления, один или более первых сегментов СИДов могут излучать свет, имеющий первую цветовую температуру, а один или более дополнительных сегментов СИДов, могут излучать свет, имеющий вторую цветовую температуру. Первая цветовая температура света, излучаемого одним первым сегментом СИДов, может отличаться от первой цветовой температуры света, излучаемого другим первым сегментом СИДов, а вторая цветовая температура света, излучаемого одним дополнительным сегментом СИДов, может отличаться от второй цветовой температуры света, излучаемого другим дополнительным сегментом СИДов. Первый сегмент СИДов может излучать красный, оранжевый, желтый или янтарно-желтый свет, включая любую их комбинацию и включая насыщенные или менее насыщенные цвета.
Когда напряжение переменного тока не понижается, и первый сегмент (первые сегменты) СИДов, и дополнительный сегмент (дополнительные сегменты) СИДов запитываются в течение половины цикла напряжения сети, при этом напряжение сети будет превышать и первый уровень напряжения, и второй уровень напряжения.
Когда возбуждение вышеописанной гирлянды сегментов СИДов происходит с помощью не понижающегося выпрямленного напряжения переменного тока, сегменты СИДов будут работать в соответствии с уровнем приложенного напряжения. В течение половины цикла напряжения сети, когда кратковременное напряжение растет, первый сегмент СИДов сначала будет запитываться выше первого уровня напряжения для излучения света, потом дополнительно, когда кратковременное напряжение еще вырастает, дополнительный сегмент (дополнительные сегменты) СИДов можно запитывать выше второго уровня напряжения для излучения света, причем дополнительный сегмент (дополнительные сегменты) СИДов и первый сегмент СИДов после этого приостанавливают излучение света, когда кратковременное напряжение понижается, становясь ниже второго уровня напряжения и первого уровня напряжения, соответственно. Когда первый сегмент СИДов и дополнительный сегмент (дополнительные сегменты) СИДов расположены с возможностью освещения первого и второго объемов, соответственно, которые, по меньшей мере, частично отличаются друг от друга, доля света, генерируемого гирляндой сегментов СИДов, освещает первый объем, а другая доля освещает второй объем (вторые объемы).
Когда напряжение переменного тока понижается, и длительность запитывания первого сегмента (первых сегментов) СИДов, и длительность запитывания дополнительного сегмента (дополнительных сегментов) СИДов в течение половины цикла уменьшаются. Когда напряжение переменного тока понижается так, что первый уровень напряжения превышается, а второй уровень напряжения не превышается в течение половины цикла напряжения сети, только первый сегмент (первые сегменты) СИДов будут запитываться в течение половины цикла. Следовательно, чем больше понижение, тем больше первый сегмент (первые сегменты) СИДов будут оказывать преобладающее влияние на интенсивность и/или цветовую температуру света, излучаемого гирляндой СИДов в целом.
Когда уменьшается яркость гирлянды сегментов СИДов, например, из-за отсечки по фазовому углу напряжения переменного тока или из-за уменьшения амплитуды напряжения, либо из-за совокупности этих факторов, соотношение долей света, генерируемого гирляндой сегментов СИДов, освещающих первый и второй объем (первые и вторые объемы), соответственно, будет изменяться автоматически в соответствии с собственными свойствами (например, прямым рабочим напряжением) сегментов СИДов и работой соответствующей схемы возбуждения. Такое понимание сути дела и привело к данному изобретению, где изменяющееся упомянутое соотношение используется для проектирования конкретного пространственного распределения света при уменьшении яркости, которое используется с конкретной целью. В процессе этого проектирования, можно учесть интенсивность света и цвет света, излучаемого сегментами СИДов.
Яркость модуля СИДов уменьшается, когда он работает на более низком среднем напряжении, чем номинальное напряжение, на которое он рассчитан. Когда напряжение уменьшается, мощность модуля СИДов и светоотдача уменьшаются соответственно. Регулируемое напряжение для уменьшения яркости модуля СИДов вырабатывается устройством для уменьшения яркости, подключенным между источником напряжения переменного тока и модулем СИДов. Регулятор, уменьшающий яркость, может быть устройством для изменения амплитуды напряжения, но обычно он является твердотельным переключающим устройством, которое включает и выключает напряжение переменного тока на частоте напряжения сети, вследствие чего происходит подачи импульсов мощности в модуль СИДов.
Регулятор, уменьшающий яркость, может работать посредством ослабления уменьшения яркости за счет отсечки фазы либо путем выключения напряжения во время первой части половины цикла напряжения и включения напряжения во время последней части половины цикла напряжения (что называется также прямым уменьшением яркости путем отсечки фазы), либо путем включения напряжения во время первой части половины цикла напряжения и выключения напряжения во время последней части половины цикла напряжения (что называется также обратным уменьшением яркости путем отсечки фазы). Прямое уменьшение яркости путем отсечки фазы является дешевым и предусматривает использование робастных электронных средств. Обратное уменьшение яркости путем отсечки фазы дороже и требует более сложных электронных средств, но некоторые нагрузки, такие, как электронные трансформаторы, работают лучше и создают менее громкий шум, когда используется уменьшение яркости, относящееся к этому типу.
Когда пользователь задает уровень уменьшения яркости в регуляторе, уменьшающем яркость (на входе), результатом является уровень света (на выходе). В большинстве регуляторов, уменьшающих яркость, выходной сигнал регулятора, уменьшающего яркость, не является прямо пропорциональным входному сигналу. Разные регуляторы, уменьшающие яркость, дают разные кривые регуляторов, уменьшающих яркость, определяющие взаимосвязь между уровнем уменьшения яркости и уровнем света.
В одном варианте осуществления способа согласно данному изобретению, первый объем, по меньшей мере, частично перекрывает второй объем. В перекрывающейся части, интенсивность света является наивысшей, когда и первый сегмент СИДов, и дополнительный сегмент СИДов работают, излучая свет, а вне перекрывающейся части интенсивность света ниже. Это может обеспечить постепенно уменьшающуюся интенсивность света при удалении от перекрывающейся части. В дополнительном или альтернативном варианте, когда и первый сегмент СИДов, и дополнительный сегмент СИДов работают, излучая свет, цвет света в перекрывающейся части может отличаться от цвета света вне перекрывающейся части, если цвет света, излучаемого первым сегментом СИДов, отличается от цвета света, излучаемого дополнительным сегментом СИДов.
Во втором аспекте изобретения, предложен модуль СИДов для освещения, по меньшей мере, части пространства, содержащий гирлянду, которая содержит первый сегмент СИДов и, по меньшей мере, один дополнительный сегмент СИДов, соединенные последовательно, причем каждый сегмент СИДов содержит, по меньшей мере, один СИД. Первый сегмент СИДов выполнен с возможностью запитывания, когда выпрямленное напряжение переменного тока выше первого уровня напряжения, а первый сегмент СИДов и дополнительный сегмент СИДов выполнены с возможностью запитывания, когда выпрямленное напряжение переменного тока выше второго уровня, который выше, чем первый уровень напряжения. Первый сегмент СИДов расположен с возможностью излучения света в первый объем пространства, а дополнительный сегмент СИДов расположен с возможностью излучения света во второй объем пространства, причем первый объем, по меньшей мере, частично отличается от второго объема.
В варианте осуществления модуля СИДов, первый сегмент СИДов выполнен с возможностью излучения света в луче, имеющем первое направление, а дополнительный сегмент СИДов выполнен с возможностью излучения света в луче, имеющем второе направление, отличающееся от первого направления. В данном случае, направление луча света можно принять за представляемое вектором, начинающимся в центре связанного с ним сегмента СИДов, направленным из упомянутого центра и располагающимся по центру в луче света.
В варианте осуществления, первое направление противоположно второму направлению. Первое направление может быть направлением вниз, а второе направление может быть направлением вверх в конкретном приложении модуля СИДов. Такое расположение можно использовать в настольной лампе, где уменьшение яркости модуля СИДов будет приводить к уменьшению доли света, излучаемого вверх модулем СИДов, по отношению к доле света, излучаемого вниз модулем СИДов, вследствие чего создается более задушевная атмосфера с нарастающим затемнением.
В варианте осуществления модуля СИДов, первый сегмент СИДов и дополнительный сегмент СИДов излучают свет в лучах, имеющих одинаковое направление излучения. В таком варианте осуществления, каждый луч может освещать отличающийся объем, а все лучи при этом перекрываются.
В дополнительном аспекте изобретения, предложен осветительный модуль СИДов, содержащий модуль СИДов согласно изобретению. Осветительный модуль СИДов дополнительно содержит схему возбуждения СИДов, содержащую: входные клеммы возбуждения СИДов, выполненные с возможностью подсоединения к выпрямленному напряжению переменного тока; переключающее устройство, соединенное параллельно с каждым дополнительным сегментом СИДов; управляющее током устройство, подсоединенное между входными клеммами возбуждения СИДов; и управляющую схему для управления разомкнутым состоянием или замкнутым состоянием каждого переключающего устройства. Управляющая схема выполнена с возможностью управления каждым переключающим устройством так, чтобы оно находилось в замкнутом состоянии, когда выпрямленное напряжение переменного тока ниже заранее определенного уровня напряжения, и управления переключающим устройством, соединенным с дополнительным сегментом СИДов, так, чтобы оно находилось в разомкнутом состоянии, когда выпрямленное напряжение переменного тока выше заранее определенного уровня напряжения.
В дополнительном аспекте изобретения, предложен осветительный модуль СИДов, содержащий модуль СИДов согласно изобретению. Осветительный модуль СИДов дополнительно содержит схему возбуждения СИДов, содержащую: входные клеммы возбуждения СИДов, выполненные с возможностью подсоединения к выпрямленному напряжению переменного тока; переключающее устройство, соединенное параллельно первому сегменту СИДов, и переключающее устройство, соединенное параллельно каждому дополнительному сегменту СИДов; управляющее током устройство, подсоединенное между входными клеммами возбуждения СИДов; и управляющую схему для управления разомкнутым состоянием или замкнутым состоянием каждого переключающего устройства. Управляющая схема выполнена с возможностью управления переключающим устройством, соединенным параллельно первому сегменту СИДов, так, чтобы оно находилось в разомкнутом состоянии, и переключающим устройством, соединенным параллельно дополнительному сегменту СИДов, так, чтобы оно находилось в замкнутом состоянии, когда выпрямленное напряжение переменного тока выше первого уровня напряжения и ниже второго уровня напряжения, который выше, чем первый уровень напряжения, соответственно, и управления переключающим устройством, соединенным с дополнительным сегментом СИДов, так, чтобы оно находилось в разомкнутом состоянии, когда выпрямленное напряжение переменного тока выше второго уровня напряжения.
В дополнительном аспекте изобретения, предложен осветительный модуль СИДов, содержащий модуль СИДов согласно изобретению. Осветительный модуль СИДов дополнительно содержит схему возбуждения СИДов, содержащую: входные клеммы возбуждения СИДов, выполненные с возможностью подсоединения к выпрямленному напряжению переменного тока; для каждого сегмента СИДов - управляющее током устройство, подсоединенное между одной клеммой сегмента СИДов и входной клеммой возбуждения СИДов; и управляющую схему для управления током в каждом управляющем током устройстве. Управляющая схема выполнена с возможностью управления управляющим током устройством первого сегмента СИДов так, чтобы обеспечивать протекание тока, когда выпрямленное напряжение переменного тока выше первого уровня напряжения, и так, чтобы запрещать протекание тока, когда выпрямленное напряжение переменного тока выше второго уровня напряжения, который выше, чем первый уровень напряжения.
В варианте осуществления одного из осветительных модулей СИДов, по меньшей мере, одно из управляющих током устройств выполнено с возможностью широтно-импульсной модуляции протекающего через него тока, чтобы обеспечить управление светоотдачей дополнительного сегмента СИДов.
В дополнительном аспекте изобретения, предложен осветительный модуль СИДов с уменьшаемой яркостью, содержащий осветительный модуль СИДов согласно изобретению и выпрямительное устройство, уменьшающее яркость.
Эти и другие аспекты изобретения можно будет легче понять по мере того, как они станут яснее при обращении к нижеследующему подробному описанию и рассмотрении их в связи с прилагаемыми чертежами, на которых одинаковые позиции обозначают одинаковые части.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1а изображена схема осветительной цепи СИДов в первом варианте ее осуществления, при этом разные модули указаны штрихпунктирными линиями.
На фиг. 1b изображена схема осветительной цепи СИДов во втором варианте ее осуществления, при этом разные модули указаны штрихпунктирными линиями.
На фиг. 2 токи в разных сегментах СИДов изображены как функция фазового угла в половине цикла (выпрямленного) напряжения переменного тока в осветительной цепи СИДов, соответствующей фиг. 1а.
На фиг. 3 изображены результаты моделирования отношений светоотдачи разных сегментов СИДов в сравнении с суммарной светоотдачей всех сегментов СИДов и средний ток при изменении угла α отсечки фазы (выпрямленного) напряжения переменного тока в осветительной цепи СИДов согласно фиг. 1а при токах, изображенных на фиг. 2.
На фиг. 4 изображена подробность фиг. 3.
На фиг. 5 токи в разных сегментах СИДов изображены как функция фазового угла в половине цикла (выпрямленного) напряжения переменного тока в осветительной цепи СИДов, соответствующей фиг. 1b.
На фиг. 6 изображены результаты моделирования отношений светоотдачи разных сегментов СИДов в сравнении с суммарной светоотдачей всех сегментов СИДов и средний ток при изменении угла α отсечки фазы (выпрямленного) напряжения переменного тока в осветительной цепи СИДов согласно фиг. 1b при токах, изображенных на фиг. 5.
На фиг. 7 токи в разных сегментах СИДов изображены как функция фазового угла в половине цикла (выпрямленного) напряжения переменного тока в осветительной цепи СИДов, соответствующей фиг. 1а.
На фиг. 8 изображены результаты моделирования отношений светоотдачи разных сегментов СИДов в сравнении с суммарной светоотдачей всех сегментов СИДов и среднего тока при изменении угла α отсечки фазы (выпрямленного) напряжения переменного тока в осветительной цепи СИДов согласно фиг. 1а при токах, изображенных на фиг. 5.
На фиг. 9 изображены графики измерений интенсивности света в зависимости от цветовой температуры для варианта осуществления гирлянды СИДов и для лампы накаливания (ЛН).
На фиг. 10 изображен осветительный модуль (его часть), содержащий четыре сегмента СИДов гирлянды СИДов.
На фиг. 11 изображены кривые, иллюстрирующие взаимосвязь между углом отсечки фазы напряжения переменного тока в осветительном модуле СИДов, и отношение между излучением из сегментов СИДов, излучающих в одном направлении, и излучением из сегментов СИДов, излучающих в другом направлении.
На фиг. 12 схематически изображено осветительное устройство, в частности, показан вид сбоку настольной лампы, содержащей осветительный модуль, аналогичный показанному на фиг. 10.
На фиг. 13 схематически иллюстрируются лучи излучения, испускаемые из разных сегментов СИДов осветительного модуля СИДов согласно данному изобретению.
На фиг. 14 иллюстрируются разные зоны, освещаемые разными сегментами осветительного модуля СИДов согласно фиг. 13.
На фиг. 15a, 15b, 15c и 15d иллюстрируются разные составные зоны, освещаемые разными сегментами разных осветительных модулей СИДов согласно фиг. 13, расположенных в ряд.
Подробное описание вариантов осуществления
На фиг. 1а изображен вариант осуществления схемы 1 возбуждения СИДов, предназначенной для возбуждения модуля 2 СИДов. Схема 1 возбуждения СИДов выполнена с возможностью подключения к источнику 3 питания, который может содержать источник 4 напряжения переменного тока, подключенный к устройству 5 для выпрямления и уменьшения яркости.
Источник 3 питания имеет выходные клеммы 6, 7 для подачи выпрямленного напряжения переменного тока, соответствующего амплитуде и частоте напряжения, используемых в конкретном регионе. Напряжение, подаваемое источником 3 питания, может быть прямым напряжением отсечки фазы или обратным напряжением отсечки фазы для обеспечения функции уменьшения яркости путем изменения среднего напряжения на выходных клеммах, в зависимости от угла отсечки, задаваемого автоматически или пользователем в выпрямительном устройстве 5, уменьшающем яркость.
Модуль 2 СИДов содержит множество сегментов 11, 12, 13, 14 СИДов, соединенных последовательно. Каждый сегмент 11, 12, 13, 14 СИДов может содержать один или более СИДов, взаимно соединенных так, как это желательно. Напряжение каждого сегмента 11, 12, 13, 14 СИДов может быть таким же, как в других сегментах, или отличающимся от них, составляя, например, около 30 В, около 36 В или около 70 В. Количество сегментов СИДов в модуле СИДов может быть выбрано по-разному и составляет, по меньшей мере, два. Модуль 2 СИДов имеет клеммы 21, 22, 23, 24 и 25, вследствие чего доступ к каждому сегменту СИДов возможен через две клеммы. Сегмент 11 СИДов имеет клеммы 21 и 22, сегмент 12 СИДов имеет клеммы 22 и 23, сегмент 13 СИДов имеет клеммы 23 и 24, а сегмент 14 СИДов имеет клеммы 24 и 25. Каждая из клемм 21, 22, 23, 24 и 25 доступна для подключения к схеме 1 возбуждения СИДов.
Схема 1 возбуждения СИДов содержит множество клемм 30, 31, 32, 33, 34, 35 и 39. Клеммы 30 и 39 выполнены с возможностью подключения к выходным клеммам 6, 7 источника 3 питания. Клеммы 31, 32, 33, 34 и 35 выполнены с возможностью подключения к клеммам 21, 22, 23, 24 и 25, соответственно, модуля 2 СИДов. Схема 1 возбуждения СИДов содержит переключающие устройства 41, 42 и 43, подсоединенные между клеммами 32 и 33, 33 и 34, и 34 и 35, соответственно. Примерами переключающих устройств, пригодных для использования в схеме 1 возбуждения СИДов, являются переключаемые транзисторы, такие, как полевые транзисторы или биполярные транзисторы. Управляющее током устройство 45 подсоединено между клеммами 35 и 39 схемы 1 возбуждения СИДов. Схема 1 возбуждения СИДов дополнительно содержит управляющую схему 46, оперативно соединенную с переключающими устройствами 41, 42 и 43 для того, чтобы при использовании переводить переключающие устройства 41, 42 и 43 в разомкнутое (непроводящее) состояние или замкнутое (проводящее) состояние в желаемые моменты времени. Пример такой тактированной операции приводится ниже. Управляющая схема 46 может быть дополнительно соединена - по выбору - с управляющим током устройством 45 для того, чтобы при использовании управлять током, протекающим через управляющее током устройство 45 в желаемые моменты времени, причем это управление также может представлять собой широтно-импульсную модуляцию.
Отметим, что в альтернативном варианте осуществления, выпрямительное устройство 5, уменьшающее яркость, может быть частью схемы 1 возбуждения СИДов.
Комбинация схемы 1 возбуждения СИДов и модуля 2 СИДов будет именоваться осветительным модулем СИДов.
На фиг. 1b изображен вариант осуществления схемы 8 возбуждения СИДов для модуля 2 возбуждения СИДов от источника 3 питания. Конфигурация модуля 2 СИДов и источника 3 питания может быть аналогичной или идентичной конфигурациям, поясненным со ссылками на фиг. la, и для идентификации ее компонентов будут употребляться те же позиции.
Схема 8 возбуждения СИДов содержит множество клемм 50, 51, 52, 53, 54, 55 и 59. Клеммы 50 и 59 выполнены с возможностью подключения к выходным клеммам 6, 7 источника 3 питания. Клеммы 51, 52, 53, 54 и 55 выполнены с возможностью подключения к клеммам 21, 22, 23, 24 и 25, соответственно, модуля 2 СИДов. Схема 8 возбуждения СИДов содержит множество управляющих током устройств 61, 62, 63 и 64, подсоединенных между клеммами 52 и 59, 53 и 59, 54 и 59, а также 55 и 59, соответственно. Схема 8 возбуждения СИДов может дополнительно - по выбору - содержать управляющую схему 66, оперативно соединенную с управляющими током устройствами 61, 62, 63 и 64 для того, чтобы при использовании управлять током, протекающим через каждое из управляющих током устройств 61, 62, 63, 64. Пример такой операции приводится ниже.
Сегмент 11, 12, 13, 14 СИДов при использовании излучает свет отличающегося цвета.
Различают следующие цвета света:
холодный белый (ХБ) свет, имеющий высокую цветовую температуру, например, около 5000 K;
нейтральный белый или нормальный белый (НБ) свет, имеющий цветовую температуру, более низкую, чем холодный белый, например, около 4000 K;
теплый белый (ТБ) свет, такой, как желтый или оранжевый свет, имеющий цветовую температуру, более низкую, НБ;
янтарно-желтый (ЯЖ) свет, имеющий цветовую температуру, более низкую, чем ТБ;
красный (К) свет, имеющий цветовую температуру, более низкую, чем ЯЖ.
Все сегменты в модуле 2 СИДов могут излучать свет одного и того же цвета. В других вариантах осуществления, по меньшей мере, один из сегментов СИДов может излучать НБ свет, ТБ свет, ЯЖ свет и/или К свет, а, по меньшей мере, еще один из других сегментов СИДов может излучать ХБ свет, НБ свет (когда, по меньшей мере, один из сегментов СИДов не излучает НБ свет) и/или ТБ свет (когда, по меньшей мере, один из сегментов СИДов не излучает НБ или ТБ свет). Таким образом, нижеследующие комбинации света, излучаемого разными сегментами 11, 12, 13 и 14 СИДов, можно представить в соответствии с нижеследующей таблицей 1, где X указывает комбинацию света на пересечении столбца и строки, где находится.
Таблица 1
Цветовые комбинации в модуле СИДов
НБ
ТБ
ЯЖ
К
ХБ
X
X
X
X
НБ
X
X
X
ТБ
X
X
Фиг. 2 иллюстрирует работу цепи согласно фиг. 1 в варианте ее осуществления, в котором сегмент 11 СИДов может излучать ТБ или К, или ЯЖ, или К/ЯЖ свет, а, по меньшей мере, еще один из других сегментов 12, 13 и 14 СИДов может излучать свет, имеющий более высокую цветовую температуру, чем сегмент 11 СИДов. В других вариантах осуществления, цветовая температура света, излучаемого сегментами 11, 12, 13 и 14 СИДов, может быть одной и той же. Режим работы предусматривает постоянный ток, подаваемый источником 3 питания. В этом режиме работы, ток, протекающий через сегменты СИДов, не регулируется как функция количества включенных сегментов СИДов.
На фиг. 2 кривая V отображает выпрямленное напряжение V сети. Как показано посредством кривой V, в половине цикла (где фазовый угол изменяется от 0 до 180 градусов) выпрямленного напряжения сети, амплитуда напряжения V увеличивается от нулевого значения при 0 градусов до наибольшего значения при 90 градусах и возвращается к нулевому значению при 180 градусов.
Предполагается, что все сегменты 11, 12, 13, 14 СИДов имеют примерно одинаковое напряжение включения. Также предполагается, что при 0 градусов все переключающие устройства 41, 42 и 43 находятся в замкнутом состояние, или что, по меньшей мере, одно из переключающих устройств 41, 42 и 43 находится в разомкнутом состоянии.
Когда напряжение V увеличивается, начиная с 0 градусов, примерно при 11 градусах напряжение V оказывается на первом уровне, достаточном для протекания тока I, амплитудой которого управляет управляющее током устройство 45, в сегменте 11 СИДов. Тогда переключающие устройства 41, 42 и 43 должны находиться в замкнутом состоянии или должны быть переведены в замкнутое состояние, а ток I потечет через сегмент 11 СИДов, замкнутые переключатели 41, 42 и 43 и управляющее током устройство 45. Значение тока I, протекающего через сегмент 11 СИДов, обозначено символом I11.
Примерно при 23 градусах, напряжение V оказывается на втором уровне, достаточном для того, чтобы сегменты 11 и 12 СИДов были проводящими, и для протекания тока I, амплитудой которого по-прежнему управляет управляющее током устройство 45, в последовательно соединенных сегментах 11 и 12 СИДов. Тогда переключающее устройство 41 должно быть переведено в разомкнутое состояние, а переключающие устройства 42 и 43 остаются в замкнутом состоянии, чтобы обеспечить протекание тока I, уже протекающего через сегмент 11 СИДов, также в сегменте 12 СИДов. Ток, протекающий через сегмент 12 СИДов, обозначен символом I12.
Примерно при 36 градусах, напряжение V оказывается на третьем уровне, достаточном для того, чтобы сегменты 11, 12 и 13 СИДов были проводящими, и для протекания тока I, амплитудой которого по-прежнему управляет управляющее током устройство 45, в последовательно соединенных сегментах 11, 12 и 13 СИДов. Тогда переключающее устройство 41 должно оставаться в разомкнутом состоянии, переключающее устройство 42 должно быть переведено в разомкнутое состояние, а переключающее устройство 43 должно оставаться в замкнутом состоянии, чтобы обеспечить протекание тока I, уже протекающего через сегменты 11 и 12 СИДов, также в сегменте 13 СИДов. Ток, протекающий через сегмент 13 СИДов, обозначен символом by I13.
Примерно при 52 градусах, напряжение V оказывается на четвертом уровне, достаточном для того, чтобы сегменты 11, 12, 13 и 14 СИДов были проводящими, и для протекания тока I, амплитудой которого по-прежнему управляет управляющее током устройство 45, в последовательно соединенных сегментах 11, 12, 13 и 14 СИДов. Тогда переключающие устройства 41 и 42 должны оставаться в разомкнутом состоянии, а переключающее устройство 43 должно быть переведено в разомкнутое состояние, чтобы обеспечить протекание тока I, уже протекающего через сегменты 11, 12 и 13 СИДов, также в сегменте 14 СИДов. Ток, протекающий через сегмент 14 СИДов, обозначен символом I14.
Между примерно 52 и примерно 128 градусами, напряжение V остается находящимся выше четвертого уровня, достаточного для того, чтобы сегменты 11, 12, 13 и 14 СИДов были проводящими, и для протекания тока I, амплитудой которого по-прежнему управляет управляющее током устройство 45, в последовательно соединенных сегментах 11, 12, 13 и 14 СИДов. Теперь все переключающие устройства 41, 42 и 43 остаются разомкнутыми.
Примерно при 128 градусах, напряжение V уменьшается, оказываясь ниже четвертого уровня, и становится недостаточным для того, чтобы сегмент 14 СИДов был проводящим, но по-прежнему достаточным для того, чтобы сегменты 11, 12 и 13 СИДов были проводящими, и для протекания тока I, амплитудой которого по-прежнему управляет управляющее током устройство 45, в последовательно соединенных сегментах 11, 12 и 13 СИДов. Тогда переключающее устройство 43 должно быть переведено в замкнутое состояние, а переключающие устройства 41 и 42 остаются в разомкнутом состоянии, чтобы обеспечить продолжение протекания тока I в сегментах 11, 12, 13 СИДов. Ток I14 становится нулевым.
Примерно при 144 градусах, напряжение V уменьшается, оказываясь ниже третьего уровня, и становится недостаточным для того, чтобы сегмент 13 СИДов был проводящим, но по-прежнему достаточным для того, чтобы сегменты 11 и 12 СИДов были проводящими, и для протекания тока I, амплитудой которого по-прежнему управляет управляющее током устройство 45, в последовательно соединенных сегментах 11 и 12 СИДов. Тогда переключающее устройство 42 должно быть переведено в замкнутое состояние, а переключающее устройство 41 остается в разомкнутом состоянии и переключающее устройство 43 остается в замкнутом состоянии, чтобы обеспечить продолжение протекания тока I в сегментах 11 и 12 СИДов. Ток I13 становится нулевым.
Примерно при 157 градусах, напряжение V уменьшается, оказываясь ниже второго уровня, и становится недостаточным для того, чтобы сегмент 12 СИДов был проводящим, но по-прежнему достаточным для того, чтобы сегмент 11 СИДов был проводящим, и для протекания тока I, амплитудой которого по-прежнему управляет управляющее током устройство 45, в сегменте 11 СИДов. Тогда переключающее устройство 41 должно быть переведено в замкнутое состояние, а переключающие устройства 42 и 43 должны оставаться в замкнутом состоянии, чтобы обеспечить продолжение протекания тока I в сегментах 11 СИДов. Ток I12 становится нулевым.
Примерно при 169 градусах, напряжение V уменьшается, оказываясь ниже первого уровня, и становится недостаточным для того, чтобы сегмент 11 СИДов был проводящим. Ток I11 становится нулевым.
После примерно 169 градусов, каждое из переключающих устройств может находиться в разомкнутом или замкнутом состоянии. Напряжение V является недостаточным для протекания тока I в любом из сегментов 11, 12, 13 или 14 СИДов.
Фиг. 3 иллюстрирует отношения R светоотдачи сегментов 11 (отношение R11), 12 (отношение R12), 13 (отношение R13) и 14 (отношение 14) СИДов в сравнении с суммарной светоотдачей модуля 2 СИДов (вертикальная ось) при изменении угла α отсечки фазы (горизонтальная ось) напряжения переменного тока в выпрямительном устройстве 5, уменьшающем яркость, для каждого сегмента 11, 12, 13, 14 СИДов. При каждом угле α отсечки фазы остается справедливым следующее уравнение:
R11+R12+R13+R14=100%.
Если угол α отсечки фазы составляет 0 градусов (отсутствие отсечки фазы), то отношение R11 светоотдачи сегмента 11 СИДов к суммарной светоотдаче модуля 2 СИДов, наблюдаемое на протяжении половины цикла напряжения переменного тока, составляет примерно 33%. Отношения R12, R13 и R14 для сегментов 12, 13 и 14 СИДов составляют примерно 28%, 23% и 16%, соответственно.
Как можно понять из фиг. 2 и можно увидеть на фиг. 3, отношения R11, R12, R13 и R14 остаются одними и теми же, когда угол α отсечки фазы находится между 0 градусов и 11 градусами, поскольку он не влияет на длительности проводящего состояния любых сегментов СИДов. Как можно также понять из фиг. 2 и можно увидеть из фиг. 3, отношение R14 становится нулевым, когда угол α отсечки фазы больше 128 градусов, поскольку сегмент 14 СИДов не может проводить при таких углах α отсечки фазы. Когда угол α отсечки фазы больше 144 градусов, отношение R13 становится нулевым, поскольку сегмент 13 СИДов не может проводить при таких углах α отсечки фазы. Когда угол α отсечки фазы больше 157 градусов, отношение R12 становится нулевым, поскольку сегмент 12 СИДов не может проводить при таких углах α отсечки фазы. Когда угол α отсечки фазы находится между 157 и 169 градусами, отношение R11 становится равным 100%, поскольку сегмент 11 СИДов оказывается единственным, который входит в проводящее состояние в течение половины цикла напряжения V. Когда угол α отсечки фазы больше 169 градусов, отношение R11 становится нулевым, поскольку сегмент 11 СИДов не может проводить при таких углах α отсечки фазы. Фактически, ни один из сегментов 11, 12, 13 или 14 СИДов не может проводить, когда угол α отсечки фазы больше 169 градусов.
На фиг. 3, кривая Iср демонстрирует средний ток через сегменты 11, 12, 13, 14 СИДов при разных углах α отсечки фазы.
На фиг. 4 изображена подробность фиг. 3, т.е. кривая R11 для углов α отсечки фазы между 30 градусами и 150 градусами, что является типичным рабочим диапазоном для выпрямительного устройства 5, уменьшающего яркость. Как проиллюстрировано посредством фиг. 3, соответствующие отношения R12, R13 и R14 для сегментов 12, 13 и 14 СИДов остаются, по существу, одними и теми же, или уменьшаются, когда угол α отсечки фазы увеличивается в пределах рабочего диапазона согласно фиг. 4. Вместе с тем, отношение R11 значительно увеличивается, когда угол α отсечки фазы увеличивается в пределах рабочего диапазона согласно фиг. 4.
Если цветовая температура света, излучаемого сегментом 11 СИДов, является более низкой, чем цветовая температура света, по меньшей мере, одного из других сегментов 12, 13, 14 СИДов, то эффект уменьшения яркости гирлянды СИДов модуля 2 СИДов заключается в том, что цветовая температура света, излучаемого сегментом 11 СИДов и, по меньшей мере, сегментом 12 СИДов модуля 2 СИДов, может уменьшаться, когда угол α отсечки фазы увеличивается, благодаря тому, что сегмент 11 СИДов оказывается доминирующим над одним или несколькими из других сегментов 12, 13, 14 СИДов, или, иными словами: отношение R11 увеличивается больше, чем любое из отношений R12, R13, R14. В результате, когда происходит уменьшение яркости модуля 2 СИДов, (общая) цветовая температура света, излучаемого сегментом 11 СИДов и одним или несколькими из сегментов 12, 13 и 14 СИДов, может демонстрировать уменьшение, аналогичное тому, которое характерно для лампы накаливания. Пользователь модуля СИДов может ощутить поведение цвета, которое напоминает поведение линии черного тела (ЛЧТ).
Например, по меньшей мере, сегмент 11 СИДов может излучать К свет или К/ЯЖ свет, тогда как, по меньшей мере, один из других сегментов 12, 13 и 14 СИДов может излучать ТБ, НБ и/или ХБ свет.
В альтернативных вариантах осуществления, все сегменты СИДов могут излучать свет, имеющий одну и ту же цветовую температуру.
Фиг. 5 иллюстрирует работу цепи согласно фиг. 1b в варианте ее осуществления, в котором сегмент 11 СИДов может излучать ТБ или К, или ЯЖ, или К/ЯЖ свет, а, по меньшей мере, один из сегментов 12, 13 и 14 СИДов может излучать свет, имеющий более высокую цветовую температуру, чем сегмент 11 СИДов. В других вариантах осуществления, цветовая температура света, излучаемого сегментами 11, 12, 13 и 14 СИДов, может быть одной и той же. Режим работы предусматривает постоянный ток, подаваемый источником 3 питания. В этом режиме работы, ток, протекающий через сегменты СИДов, регулируется как функция количества включенных сегментов СИДов.
На фиг. 5, кривая V отображает половину цикла (где фазовый угол изменяется от 0 до 180 градусов) выпрямленного напряжения V сети.
Предполагается, что все сегменты 11, 12, 13, 14 СИДов имеют примерно одинаковое напряжение включения.
Когда напряжение V увеличивается, начиная с 0 градусов, примерно при 11 градусах напряжение V оказывается на первом уровне, достаточном для протекания тока I, имеющего значение I1, амплитудой которого управляет управляющее током устройство 61, в сегменте 11 СИДов. Через другие сегменты 12, 13 и 14 СИДов ток не протекает.
Примерно при 23 градусах, напряжение V оказывается на втором уровне, достаточном для того, чтобы сегменты 11 и 12 СИДов были проводящими. Ток I регулируют так, чтобы он имел значение I2, амплитудой которого управляет управляющее током устройство 62, и протекал в последовательно соединенных сегментах 11 и 12 СИДов. Управляющие током устройства 61 и 62, которыми управляет управляющая схема 66, не проводят ток. Через другие сегменты 13 и 14 СИДов ток не протекает.
Примерно при 36 градусах, напряжение V оказывается на третьем уровне, достаточном для того, чтобы сегменты 11, 12 и 13 СИДов были проводящими. Ток I регулируют так, чтобы он имел значение I3, амплитудой которого управляет управляющее током устройство 63, и протекал в последовательно соединенных сегментах 11, 12 и 13 СИДов. Управляющее током устройство 63, которым управляет управляющая схема 66, не проводит ток. Через сегмент 14 СИДов ток не протекает.
Примерно при 52 градусах, напряжение V остается превышающим четвертый уровень, достаточный для того, чтобы сегменты 11, 12, 13 и 14 СИДов были проводящими, и для протекания тока I, амплитудой которого управляет управляющее током устройство 64, в последовательно соединенных сегментах 11, 12, 13 и 14 СИДов. Все управляющие током устройства 61, 62 и 63 находятся в разомкнутом состоянии, т.е. не проводят ток.
Примерно при 128 градусов, напряжение V оказывается ниже четвертого уровня и становится недостаточным для того, чтобы сегмент 14 СИДов был проводящим, но по-прежнему достаточным для того, чтобы сегменты 11, 12 и 13 СИДов были проводящими, и для протекания тока I в последовательно соединенных сегментах 11, 12 и 13 СИДов. Тогда переключающее устройство 63 регулирует амплитуду тока I так, чтобы он имел значение I3. Управляющая схема 66 управляет управляющими током устройствами 61 и 62 так, чтобы они не проводили ток.
Примерно при 144 градусах, напряжение V уменьшается, оказываясь ниже третьего уровня, и становится недостаточным для того, чтобы сегменты 13 и 14 СИДов были проводящими, но по-прежнему достаточным для того, чтобы сегменты 11 и 12 СИДов были проводящими, и для протекания тока I, амплитудой которого по-прежнему управляет управляющее током устройство 45, в последовательно соединенных сегментах 11 и 12 СИДов. Тогда переключающее устройство 62 регулирует амплитуду тока I так, чтобы он имел значение I2. Управляющая схема 66 управляет управляющим током устройством 61 так, чтобы оно не проводило ток.
Примерно при 157 градусах, напряжение V уменьшается, оказываясь ниже второго уровня, и становится недостаточным для того, чтобы сегменты 11, 13 и 14 СИДов был проводящими, но по-прежнему достаточным для того, чтобы сегмент 11 СИДов был проводящим, и для протекания тока I в сегменте 11 СИДов. Тогда переключающее устройство 61 регулирует амплитуду тока I так, чтобы он имел значение I1.
Примерно при 169 градусах, напряжение V уменьшается, оказываясь ниже первого уровня, и становится недостаточным для того, чтобы сегмент 11 СИДов был проводящим. Ток I11 становится нулевым.
После примерно 169 градусов, напряжение V является недостаточным для протекания тока I в любом из сегментов 11, 12, 13 или 14 СИДов.
Фиг. 6 иллюстрирует отношения R светоотдачи сегментов 11 (отношение R11), 12 (отношение R12), 13 (отношение R13) и 14 (отношение 14) СИДов в сравнении с суммарной светоотдачей модуля 2 СИДов (вертикальная ось) при изменении угла α отсечки фазы (горизонтальная ось) напряжения переменного тока в выпрямительном устройстве 5, уменьшающем яркость, для каждого сегмента 11, 12, 13, 14 СИДов. При каждом угле α отсечки фазы остается справедливым следующее уравнение:
R11+R12+R13+R14=100%.
Если угол α отсечки фазы составляет 0 градусов (отсутствие отсечки фазы), то отношение R11 светоотдачи сегмента 11 СИДов к суммарной светоотдаче модуля 2 СИДов, наблюдаемое на протяжении половины цикла напряжения переменного тока, составляет примерно 43%. Отношения R12, R13 и R14 для сегментов 12, 13 и 14 СИДов составляют примерно 27%, 19% и 12%, соответственно.
Как можно понять из фиг. 5 и можно увидеть на фиг. 6, отношения R11, R12, R13 и R14 остаются одними и теми же, когда угол α отсечки фазы находится между 0 градусов и 11 градусами, поскольку при этих значениях он не влияет на длительности проводящего состояния любых сегментов СИДов. Как можно также понять из фиг. 5 и можно увидеть из фиг. 6, отношение R14 становится нулевым, когда угол α отсечки фазы больше 128 градусов, поскольку сегмент 14 СИДов не может проводить при таких углах α отсечки фазы. Когда угол α отсечки фазы больше 144 градусов, отношение R13 становится нулевым, поскольку сегмент 13 СИДов не может проводить при таких углах α отсечки фазы. Когда угол α отсечки фазы больше 157 градусов, отношение R12 становится нулевым, поскольку сегмент 12 СИДов не может проводить при таких углах α отсечки фазы. Когда угол α отсечки фазы находится между 157 и 169 градусами, отношение R11 становится равным 100%, поскольку сегмент 11 СИДов оказывается единственным, который входит в проводящее состояние в течение половины цикла напряжения V. Когда угол α отсечки фазы больше 169 градусов, отношение R11 становится нулевым, поскольку сегмент 11 СИДов не может проводить при таких углах α отсечки фазы. Фактически, ни один из сегментов 11, 12, 13 или 14 СИДов не может проводить, когда угол α отсечки фазы больше 169 градусов.
На фиг. 6, кривая Iср демонстрирует средний ток через сегменты 11, 12, 13, 14 СИДов при разных углах α отсечки фазы.
Из фиг. 6 следует, что влияние уменьшения яркости гирлянды СИДов модуля 2 СИДов заключается в том, что цветовая температура света, излучаемого модулем 2 СИДов, может уменьшаться, когда угол α отсечки фазы увеличивается, благодаря тому, что сегмент 11 СИДов оказывается доминирующим над другими сегментами 12, 13, 14 СИДов, или, иными словами: отношение R11 увеличивается больше, чем любое из отношений R12, R13, R14. В результате, когда происходит уменьшение яркости модуля 2 СИДов, (общая) цветовая температура света, излучаемого сегментом 11 СИДов и одним или несколькими из сегментов 12, 13 и 14 СИДов, может демонстрировать уменьшение, аналогичное тому, которое характерно для лампы накаливания.
Фиг. 7 иллюстрирует работу цепи согласно фиг. 1а в варианте ее осуществления, в котором сегмент 11 СИДов может излучать ТБ или К, или ЯЖ, или К/ЯЖ свет, а, по меньшей мере, один из сегментов 12, 13 и 14 СИДов может излучать свет, имеющий более высокую цветовую температуру, чем сегмент 11 СИДов. В других вариантах осуществления, цветовая температура света, излучаемого сегментами 11, 12, 13 и 14 СИДов, может быть одной и той же. Режим работы предусматривает подачу постоянного тока, подвергаемого 50%-ной модуляции, из источника 3 питания. В этом режиме работы, ток, протекающий через сегменты СИДов, изменяется на протяжении половины цикла напряжения V.
На фиг. 7, кривая V отображает половину цикла (где фазовый угол изменяется от 0 до 180 градусов) выпрямленного напряжения V сети.
Предполагается, что все сегменты 11, 12, 13, 14 СИДов имеют примерно одинаковое напряжение включения.
Для описания работы цепи согласно фиг. 1a в режиме работы, иллюстрируемом на фиг. 7, сошлемся на вышеизложенное описание фиг. 3 с единственным отличием, заключающимся в том, что как только ток I начинает течь через какой-либо сегмент СИДов, он подвергается 50%-ной широтно-импульсной модуляции.
Фиг. 8 иллюстрирует отношения R светоотдачи сегментов 11 (отношение R11), 12 (отношение R12), 13 (отношение R13) и 14 (отношение 14) СИДов в сравнении с суммарной светоотдачей модуля 2 СИДов (вертикальная ось) при изменении угла α отсечки фазы (горизонтальная ось) напряжения переменного тока в выпрямительном устройстве 5, уменьшающем яркость, для каждого сегмента 11, 12, 13, 14 СИДов. При каждом угле α отсечки фазы остается справедливым следующее уравнение:
R11+R12+R13+R14=100%.
Если угол α отсечки фазы составляет 0 градусов (отсутствие отсечки фазы), то отношение R11 светоотдачи сегмента 11 СИДов к суммарной светоотдаче модуля 2 СИДов, наблюдаемое на протяжении половины цикла напряжения переменного тока, составляет примерно 33%. Отношения R12, R13 и R14 для сегментов 12, 13 и 14 СИДов составляют примерно 28%, 23% и 16%, соответственно.
Как можно понять из фиг. 7 и можно увидеть на фиг. 8, отношения R11, R12, R13 и R14 остаются одними и теми же, когда угол α отсечки фазы находится между 0 градусов и 11 градусами, поскольку при этих значениях он не влияет на длительности проводящего состояния любых сегментов СИДов. Как можно также понять также из фиг. 7 и можно увидеть из фиг. 8, отношение R14 становится нулевым, когда угол α отсечки фазы больше 128 градусов, поскольку сегмент 14 СИДов не может проводить при таких углах α отсечки фазы. Когда угол α отсечки фазы больше 144 градусов, отношение R13 становится нулевым, поскольку сегмент 13 СИДов не может проводить при таких углах α отсечки фазы. Когда угол α отсечки фазы больше 157 градусов, отношение R12 становится нулевым, поскольку сегмент 12 СИДов не может проводить при таких углах α отсечки фазы. Когда угол α отсечки фазы находится между 157 и 169 градусами, отношение R11 становится равным 100%, поскольку сегмент 11 СИДов оказывается единственным, который входит в проводящее состояние в течение половины цикла напряжения V. Когда угол α отсечки фазы больше 169 градусов, отношение R11 становится нулевым, поскольку сегмент 11 СИДов не может проводить при таких углах α отсечки фазы. Фактически, ни один из сегментов 11, 12, 13 или 14 СИДов не может проводить, когда угол α отсечки фазы больше 169 градусов.
На фиг. 8, кривая Iср демонстрирует средний ток через сегменты 11, 12, 13, 14 СИДов при разных углах α отсечки фазы.
Из фиг. 8 следует, что эффект уменьшения яркости гирлянды СИДов модуля 2 СИДов заключается в том, что цветовая температура света, излучаемого сегментом 11 СИДов, может уменьшаться, когда угол α отсечки фазы увеличивается, благодаря тому, что сегмент 11 СИДов оказывается доминирующим над другими сегментами 12, 13, 14 СИДов, или, иными словами: отношение R11 увеличивается больше, чем любое из отношений R12, R13, R14. В результате, когда происходит уменьшение яркости модуля 2 СИДов, (общая) цветовая температура света, излучаемого сегментом 11 СИДов и одним или более из сегментов 12, 13 и 14 СИДов, может демонстрировать уменьшение, аналогичное тому, которое характерно для лампы накаливания.
При сравнении фиг. 3 (вместе с фиг. 4), 6 и 8, выясняется, что во всех трех сценариях для сегментов 12, 13 и 14 СИДов соответствующие отношения R12, R13 и R14, остаются, по существу, такими же или уменьшаются в репрезентативном рабочем диапазоне фазового угла α отсечки фазы, таком, как рабочий диапазон, проиллюстрированный на фиг. 4. Вместе с тем, отношение R11 значительно увеличивается, когда угол α отсечки фазы увеличивается в пределах рабочего диапазона. Отношение R11 можно дополнительно регулировать путем регулирования тока, протекающего через сегмент 11 СИДов, путем заранее определенного управления управляющими током устройствами 45 (фиг. la, 2, 3, 4, 7 и 8) или 61 (фиг. lb, 5 и 6), соответственно, возможно - дополняемого заранее определенным управлением управляющими током устройствами 62, 63 и/или 64 (фиг. lb, 5 и 6).
Можно отметить, что схема 1 возбуждения СИДов на фиг. la имеет переключающие устройства 41, 42 и 43, которые выполнены с возможностью соединения параллельно с соответствующими сегментами 12, 13 и 14 СИДов. Для сегмента 11 СИДов соответствующего переключающего устройства нет. Однако в альтернативном варианте осуществления схемы 1 возбуждения СИДов возможно переключающее устройство, соединенное параллельно с сегментом 11 СИДов и оперативно соединенное с управляющей схемой 46 для открывания и закрывания этого переключающего устройства управляемым образом. При таких обстоятельствах, когда напряжение V оказывается на первом уровне, любой из сегментов 11, 12, 13, 14 СИДов можно выбрать проводящим ток I, переводя соответствующее этому сегменту переключающее устройство в разомкнутое состояние. Это означает, что сегмент 11 СИДов в этом случае не обязательно должен быть первым сегментом СИДов, становящимся проводящим, и не обязательно должен излучать свет, имеющий цветовую температуру, которая является более низкой, чем цветовая температура, по меньшей мере, одного из других сегментов СИДов. Первый сегмент СИДов, становящийся проводящим и излучающий свет, имеющий цветовую температуру, более низкую, чем цветовая температура, по меньшей мере, одного из других сегментов СИДов, может быть выбран являющимся любым из сегментов 11, 12, 13 или 14, СИДов, когда схема возбуждения СИДов имеет переключающее устройство, выполненное с возможностью соединения параллельно с каждым из сегментов СИДов. В других вариантах осуществления, цветовая температура всех сегментов СИДов может быть одной и той же.
В вышеизложенном описании операций схем 1 и 8 возбуждения СИДов, показанных на фиг. la и lb, соответственно, предполагалось, что все сегменты СИДов имеют примерно одинаковое напряжение включения, т.е. напряжение, при котором сегмент СИДов начинает проводить ток. Вместе с тем, разные сегменты СИДов могут иметь разные напряжения включения, которые будут влиять на фазовые углы, при которых конкретный сегмент СИДов может начинать или прекращать проводить и излучать свет.
На фиг. 9 показан первый график, обозначенный символом EMB, измерений цветовой температуры T(K) в варианте осуществления модуля СИДов, содержащего шесть сегментов СИДов по 50 В каждый, причем первый сегмент СИДов излучает янтарно-желтый свет, а другие пять сегментов СИДов излучают белый свет, при этом график построен как функция интенсивности ИС (%) света модуля СИДов в диапазоне уменьшения яркости. Для сравнения, обозначенный символом GLS на той же самой диаграмме график цветовой температуры лампы общего назначения (лампы накаливания) построен как функция интенсивности света этой лампы. Как можно заметить, и в случае модуля СИДов, и в случае лампы общего назначения, цветовая температура излучаемого света в целом уменьшается аналогичным образом, демонстрируя, что СИД в целом показывает такое же поведение цветовой температуры излучаемого им света, как лампа общего назначения.
На фиг. 10 показан модуль СИДов, имеющий опору 70, на которой установлены четыре (4) сегмента 11, 12, 13 и 14 СИДов. Сегменты 11, 12, 13 и 14 СИДов могут быть частью модуля 2 СИДов, как изображено на фиг. la или lb. Сегменты 11, 12, 13 и 14 СИДов соединены последовательно, а каждый из них может содержать один или более СИДов, взаимно соединенных так, как это желательно (последовательно, параллельно или последовательно-параллельно). Рабочее напряжение каждого сегмента 11, 12, 13, 14 СИДов может быть таким же, как у других сегментов, или отличающимся от них, составляя, например, около 30 В, около 36 В или около 70 В. Количество сегментов СИДов в модуле СИДов можно выбирать по-разному, и оно составляет, по меньшей мере, два. В компоновке согласно фиг. 10, цвет и/или интенсивность света, излучаемого каждым из сегментов 11, 12, 13 и 14 СИДов при нормальном рабочем напряжении могут оказаться такими же, как у одного или более других сегментов СИДов, или отличаться от них, как пояснялось выше.
Для последующего разъяснения, предположим, что сегменты 11 и 12 СИДов на опоре 70 модуля СИДов согласно фиг. 10 излучают свет вниз, а сегменты 13 СИДов и 14 модуля СИДов согласно фиг. 10 излучают свет вверх.
Когда сегменты 11, 12, 13 и 14 СИДов входят в состав осветительной цепи, показанной фиг. 1a или 1b, и приводятся в действие напряжением отсечки фазы, например, как пояснялось в связи с фиг. 3 или фиг. 6, соответственно, отношение Rвн-вв интенсивности света, излучаемого вниз (сегментами 13, 14 СИДов), к интенсивности света, излучаемого вверх (сегментами 11, 12 СИДов), можно измерить как функцию угла β проводимости (где β=180°-α, а α - угол отсечки фазы при прямом уменьшении яркости путем отсечки фазы (на переднем фронте импульса) или обратном уменьшении яркости путем отсечки фазы (на заднем фронте импульса). Результат таких измерений показан на графиках согласно фиг. 11, где кривая, обозначенная символом FD, получена для прямого уменьшении яркости путем отсечки фазы, а кривая, обозначенная символом RD, получена для обратного уменьшения яркости путем отсечки фазы. Обе кривые показывают, что при относительно малой величине уменьшения яркости, т.е., при большом угле β проводимости (например, более 70°) (соответствующем углам отсечки фазы, например, меньшим, чем 110°), доля света, излучаемого вниз, по сравнению с долей света, излучаемой вверх, может быть относительно постоянной. Однако с уменьшением углов β проводимости (соответствующим увеличению углов α отсечки фазы), отношение света, излучаемого вниз, к свету, излучаемому вверх, увеличивается, так что большинство света излучается вниз.
Как изображено на фиг. 12, когда модуль СИДов согласно фиг. 10 работает так, как изображено на фиг. 11, настольная лампа 71, имеющая абажур 75, содержащий опору 70, несущую сегменты 11, 12, 13, 14 СИДов, может излучать луч 72 света вниз и луч 73 света вверх. При больших углах β проводимости, свет излучается и вниз в луче 72, и вверх в луче 73. Когда угол β проводимости уменьшается, свет, излучаемый вверх в луче 73, тускнеет, а свет, излучаемый вниз в луче 72, тоже может тускнеть, однако - в меньшей степени. Когда угол β проводимости уменьшается дальше, будет достигнут момент, когда свет больше не станет излучаться вверх, продолжая при этом излучаться вниз. Соответственно, путем эксплуатации гирлянды сегментов 11, 12, 13 и 14 СИДов поясненным выше образом, получается управление освещаемым пространством, улучшенное по сравнению с обычным уменьшением яркости, когда уменьшение яркости модуля СИДов в лампе оказывало бы влияние и на свет, излучаемый вниз, и на свет, излучаемый вверх из лампы 71. Если разные сегменты 11, 12, 13 и 14 СИДов излучают свет одного и того же цвета, то отношение интенсивностей света, излучаемого в луче 72, и света, излучаемого в луче 73, подвергается влиянию уменьшения яркости модуля СИДов в лампе. Если разные сегменты 11, 12, 13 и 14 СИДов излучают свет разных цветов, то отношение интенсивностей света, излучаемого в луче 72, и света, излучаемого в луче 73, а также цвет света в каждом из лучей могут подвергаться влиянию уменьшения яркости модуля СИДов в лампе.
Фиг. 13 иллюстрирует еще одну конфигурацию сегментов 11, 12, 13 и 14 СИДов на опоре 80 модуля СИДов. Все сегменты 11, 12, 13 и 14 СИДов излучают свет в одном и том же направлении. Например, сегмент 11 СИДов излучает свет в луче B11, сегмент 12 СИДов излучает свет в луче B12, который шире, чем луч В11, сегмент 13 СИДов излучает свет в луче B13, который шире, чем лучи B11 и В12, а сегмент 14 СИДов излучает свет в луче B14, который шире, чем лучи B11, B12 и B13. Все лучи В11, B12, B13 и B14 демонстрируют перекрытие.
На фиг. 14 иллюстрируются возможные зоны A11, A12, A13 и A14, освещаемые лучами B11, В12, B13 и В14, соответственно. Таким образом, зону A11, A12, A13 и A14 можно рассматривать как поперечное сечение луча B11, В12, B13 и В14, соответственно, где каждый из лучей, по меньшей мере, частично ограничивает некоторый объем. Можно заметить, что в одном направлении зоны All, A12, A13 и A14 имеют один и тот же размер, а в направлении, перпендикулярном упомянутому одному направлению, зона A14 шире, чем зона A13, зона A13 шире, чем зона A12, а зона A12 шире, чем зона A11.
Когда яркость гирлянды сегментов 11, 12, 13 и 14 СИДов не уменьшают, зона A14 будет освещаться так, что интенсивность света и/или цвет света в пределах зоны A11 может отличаться от интенсивности света и/или цвета света в пределах зоны A12 снаружи зоны A11, поскольку все сегменты 11, 12, 13 и 14 СИДов выдают свет (имеющий одинаковые или разные интенсивности и/или цвета). То же заключение применимо к зоне A13 снаружи зоны A12 и к зоне A14 снаружи зоны A13. Когда яркость гирлянды сегментов 11, 12, 13 и 14 СИДов уменьшают, например, путем уменьшения яркости путем отсечки фазы или уменьшения яркости за счет амплитуды напряжения, постепенно будет выдаваться все меньше света в зону A14 снаружи зоны A13, зону A13 снаружи зоны A12 и зону A12 снаружи зоны A11, пока не будет достигнут момент, когда свет будет выдаваться только в зону A11. Соответственно, освещенная зона сужается по мере интенсификации уменьшения яркости.
Когда цепочка модулей СИДов, каждый из которых содержит сегменты 11, 12, 13 и 14 СИДов, скомпонована в пространственной конфигурации вдоль линии освещения, например, коридора, имеющего длину и ширину, и упомянутая линия проходит в верхней части коридора в направлении его длины, а свет направляется на пол коридора, коридор можно освещать так, как проиллюстрировано на фиг. 15a, 15b, 15c и 15d. Если яркость всех (в иллюстрируемом неограничительном примере - четырех) модулей СИДов уменьшают одинаковым образом, то в состоянии отсутствия уменьшения яркости будет освещена цепочка зон A14-1, A14-2, A14-3 и A14-4, в результате чего интенсивность света и/или цвет света в пределах зон A11-1, A11-2, A11-3 и A11-4 могут отличаться от интенсивности света и/или цвета света в пределах зон A12-1, A12-2, A12-3 и A12-4 снаружи зон All-1, A11-2, A11-3 и A11-4, поскольку все сегменты 11, 12, 13 и 14 СИДов всех модулей СИДов выдают свет (имеющий одни и те же или разные интенсивности и/или цвета). То же заключение применимо к зонам A13-1, A13-2, A13-3 и A13-4 снаружи зон A12-1, A12-2, A12-3 и A12-4 и к зонам A14-1, A14-2, A14-3 и A14-4 снаружи зон A13-1, A13-2, A13-3 и A13-4. Это проиллюстрировано на фиг. 15d. Когда яркость гирлянды сегментов 11, 12, 13 и 14 СИДов модулей СИДов уменьшают, например, посредством уменьшения яркости путем отсечки фазы и/или уменьшения яркости за счет амплитуды напряжения, постепенно будет выдаваться все меньше света в зоны A14-1, A14-2, A14-3 и A14-4 снаружи зон A13-1, A13-2, A13-3 и A13-4 до тех пор, пока не будет достигнут момент, когда зоны A14-1, A14-2, A14-3 и A14-4 снаружи зон A13-1, A13-2, A13-3 и A13-4 больше освещаться не будут (как проиллюстрировано на фиг. 15c), постепенно будет выдаваться все меньше света в зоны A13-1, A13-2, A13-3 и A13-4 снаружи зон A12-1, A12-2, A12-3 и A12-4 до тех пор, пока не будет достигнут момент, когда зоны A13-1, A13-2, A13-3 и A13-4 снаружи зон A12-1, A12-2, A12-3 и A12-4 больше освещаться не будут (как проиллюстрировано на фиг. 15b), и постепенно будет выдаваться все меньше света в зоны A12-1, A12-2, A12-3 и A12-4 снаружи зон A11-1, A11-2, A11-3 и A11-4, до тех пор, пока не будет достигнут момент, когда свет будет выдаваться только в зоны A11-1, A11-2, A11-3 и A11-4 (как проиллюстрировано на фиг. 15a). Соответственно, освещаемая удлиненная зона сужается по мере интенсификации уменьшения яркости. Такое уменьшение яркости СИДов, освещающих коридор, полезно для адаптации ширины освещения к условиям использования коридора, например, с обеспечением отсутствия уменьшения яркости и вытекающей отсюда полной ширины освещения в периоды обычного использования и с обеспечением адаптированного уменьшения яркости в периоды менее интенсивного использования, при этом максимальное уменьшение яркости можно адаптировать для поддержания безопасного уровня освещения в центральной области коридора при одновременном уменьшении энергопотребления модулей СИДов.
Изобретение, проиллюстрированное и описанное выше, вообще говоря, применимо при разных напряжениях сети и частотах сети, таких, как 230 В, 50 Гц в Европе или 110 В, 60 Гц в США. При 50 Гц, половина цикла (0-180 градусов) напряжения сети занимает 10 мс. При 60 Гц, половина цикла напряжения сети занимает 0,83 мс.
Как пояснялось выше, при осуществлении способа освещения, по меньшей мере, части пространства, используется гирлянда светоизлучающих диодов (СИДов). Гирлянда СИДов содержит первый сегмент СИДов и, по меньшей мере, один дополнительный сегмент СИДов, соединенные последовательно, причем каждый сегмент СИДов содержит, по меньшей мере, один СИД. Гирлянда СИДов запитывается выпрямленным напряжением переменного тока. Первый сегмент СИДов запитывается, когда выпрямленное напряжение переменного тока выше первого уровня напряжения, а первый сегмент СИДов и дополнительный сегмент СИДов запитываются, когда выпрямленное напряжение переменного тока выше второго уровня напряжения, который выше, чем первый уровень напряжения. Первый сегмент СИДов расположен с возможностью излучения света в первый объем пространства, а дополнительный сегмент СИДов расположен с возможностью излучения света во второй объем пространства, причем первый объем, по меньшей мере, частично отличается от второго объема. Первый объем может, по меньшей мере, частично перекрывать второй объем.
Хотя изобретение проиллюстрировано на чертежах и подробно описано в вышеизложенном описании, такие иллюстрацию и описание следует считать иллюстративными или возможными, а не ограничительными; изобретение не ограничивается описанными вариантами осуществления. Изучив чертежи, описание и прилагаемую формулу изобретения, специалисты в области практического осуществления заявляемого изобретения смогут понять и внести другие изменения в описанные варианты осуществления. В формуле изобретения, слово «содержащий(-ая, -ее, -ие)» не исключает другие элементы или этапы, а признак единственного числа не исключает множество. Тот факт, что во взаимно различных пунктах формулы изобретения перечислены определенные меры, не означает, что нельзя с выгодой использовать комбинацию этих мер. Любые позиции в формуле изобретения не следует считать ограничивающими объем ее притязаний.