Область техники.

Изобретение относится к осветительным устройствам с

применением светодиодов в качестве источника света и может быть использовано для наружного освещения.

Раздел «Уровень техники» отсутствует, так как заявляемое

изобретение не имеет аналогов.

Раскрытие изобретения

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, расширяющая арсенал технических средств светового назначения, является создание прожектора с питанием светодиодов, установленных в прожекторе, импульсным током.

Технический результат, который может быть получен при

осуществлении изобретения, заключается в значительном увеличении мощности источника света.

Технические результаты, которые могут быть получены при

осуществлении изобретения, в частных формах выполнения,

заключаются в стабилизации температурного режима работы

светодиодов в области высоких температур, в защите светодиодов от перегрева в случае работы прожектора в аварийном режиме.

Поставленная задача, с указанным техническим результатом, решена, согласно настоящего изобретения, тем, что прожектор содержит:

блок питания, соединенный отрицательным выводом с общим

проводом, а положительным выводом с накопительным конденсатором, светодиодной матрицей, выводами питание и сброс таймера, через токоограничивающий резистор с выводом разряда таймера, а через токоограничивающий резистор и последовательно соединенное с ним параллельное соединение, состоящее из двух ветвей, одна из которых состоит из последовательно соединенных диода и

времязадающего резистора, а вторая из разрядного резистора, с конденсатором, выводом запуск таймера и выводом вход компаратора таймера; светодиодную матрицу, выполненную из электрически соединенных светодиодов и соединенную через вывод сток полевого транзистора с общим проводом, соединение с общим проводом не постоянное, а периодическое, с заданной частотой; накопительный конденсатор, одним из выводов соединенный с общим проводом, а другим через светодиодную матрицу и вывод сток полевого транзистора с общим проводом, соединение с общим проводом через светодиодную матрицу не постоянное, а периодическое с заданной частотой; полевой транзистор, соединенный выводом затвор через резистор с выводом выход таймера, а выводом исток с общим проводом; конденсатор, одним из выводов соединенный с общим проводом, а другим через разрядный резистор и вывод разряд таймера с общим проводом, соединение с общим проводом через разрядный резистор и таймер не постоянное, а периодическое, с заданной частотой; таймер,

выполненный в виде микросхемы КР1006ВИ1 или ее аналогов, выводом земля, соединенный с общим проводом. В частном случае выполнения, неиспользуемый вывод контроль таймера соединен с общим проводом через конденсатор. В частном случае выполнения, электрическая цепь светодиодной матрицы выполнена из параллельно-последовательного соединения светодиодов в виде матрицы, состоящей из нескольких строк и нескольких столбцов, причем светодиоды, расположенные в каждой строке матрицы, соединены параллельно, а светодиоды, расположенные в каждом столбце, соединены последовательно. В частном случае выполнения, между разрядным резистором и точкой соединения анодного вывода диода и токоограничиваю его резистора с выводом разряд таймера включен терморезистор с положительным

температурным коэффициентом сопротивления, установленный в зоне, расположенной вблизи светодиодной матрицы. В частном случае выполнения, между блоком питания и точкой соединения

накопительного конденсатора и светодиодной матрицы с

токоограничивающим резистором, выводами питание и сброс таймера включено, электромагнитное реле с нормально разомкнутыми

контактами, в цепь управления которого последовательно с его

катушкой включен термопредохранитель, установленный в зоне, расположенной вблизи светодиодной матрицы.

Блок питания подает постоянное напряжение: на светодиодную матрицу, накопительный конденсатор, выводы питание и сброс таймера, через токоограничивающии резистор на вывод разряд таймера, а через токоограничивающий резистор и последовательно соединенное с ним параллельное соединение, состоящее из двух ветвей одна из которых состоит из последовательно соединенных диода и времязадающего резистора, а вторая из разрядного резистора, на конденсатор, вывод запуск таймера и вывод вход компаратора таймера. Накопительный конденсатор периодически, с заданной частотой заряжается от блока питания и разряжается через светодиодную матрицу и вывод сток полевого транзистора. Светодиодная матрица преобразует электрическую энергию в световую при разряде через нее

накопительного конденсатора. Токоограничивающий резистор

ограничивает ток до допустимой величины при разряде конденсатора через разрядный резистор и вывод разряда таймера. Диод обеспечивает разряд конденсатора через разрядный резистор, и вывод разряд таймера. Таймер периодически, с заданной частотой, устанавливает на выводе выход напряжение либо высокого уровня, либо низкого уровня. Конденсатор, периодически, с заданной частотой заряжаясь через времязадающий и разрядный резисторы, а разряжаясь через разрядный резистор формирует из устанавливаемых на выводе выход таймера уровней напряжения последовательность прямоугольных импульсов напряжения. Времязадающий и разрядный резисторы своими

параметрами определяют частоту и ширину импульсов напряжения. Резистор определяет напряжение, подаваемое на полевой транзистор. Полевой транзистор периодически соединяет светодиодную матрицу с общим проводом с частотой и продолжительностью соединения равной частоте и ширине импульсов напряжения, подаваемых с вывода выход таймера через резистор на вывод затвор полевого транзистора.

В частном случае выполнения, конденсатор соединяет неиспользуемый выход контроль таймера с общим проводом. В частном случае

выполнения, терморезистор с положительным температурным

коэффициентом сопротивления, изменяя своё сопротивление под действием температуры, изменяет общее сопротивление, оказываемое электрическому току при заряде и разряде конденсатора, что

приводит к изменению частоты и длительность импульсов тока, проходящих через светодиодную матрицу. При увеличении температуры терморезистор с положительным температурным коэффициентом сопротивления увеличивает свое сопротивление, что приводит к уменьшению длительности и частоты импульсов тока, проходящих через светодиодную матрицу и как следствие к уменьшению мощности импульсного тока, потребляемой светодиодной матрицей, уменьшению тепловой энергии, выделяемой светодиодами, снижению температурной нагрузки на светодиоды и их остыванию, а также к частичному

снижению излучения светодиодами оптической энергии. При

уменьшении температуры терморезистор с положительным

температурным коэффициентом уменьшает свое сопротивление, что приводит к увеличению длительности и частоты импульсов тока, проходящих через светодиодную матрицу и как следствие к увеличению мощности импульсного тока, потребляемой светодиодной матрицей и увеличению излучения светодиодами оптической энергии. Процесс носит периодический характер, что обеспечивает стабилизацию

температурного режима работы светодиодов, их защиту от перегрева и быстрой деградации. В частном случае выполнения,

термопредохранитель при повышении температуры выше заданного предела, в зоне, расположенной вблизи светодиодной матрицы, срабатывает и размыкает цепь питания катушки электромагнитного реле, при этом контакты электромагнитного реле размыкаются, обеспечивая отключение питания светодиодной матрицы электрическим током, предупреждая повреждение светодиодов от перегрева, при аварийном режиме работы прожектора, на который он переходит в случае

короткого замыкания полевого транзистора.

Краткое описание чертежей. б

Сущность изобретения поясняется рисунком, на котором

изображена электрическая схема прожектора, где приняты следующие условные обозначения: 1. Блок питания; 2. Положительный вывод блока питания; 3. Накопительный конденсатор; 4. Светодиодная матрица;

5. Токоограничивающий резистор; 6. Вывод питания таймера; 7. Вывод сброс таймера; 8. Отрицательный вывод блока питания; 9. Общий провод; 10. Вывод сток полевого транзистора; 11. Разрядный резистор; 12. Вывод разряд таймера; 13. Анодный вывод диода; 14. Диод; 15. Светодиоды; 16. Времязадающий резистор; 17. Вывод запуск таймера; 18. Вывод вход компаратора таймера; 19. Конденсатор; 20. Резистор; 21. Вывод выход таймера;22. Вывод затвор полевого транзистора; 23. Таймер; 24. Вывод земля таймера; 25. Вывод контроль таймера; 26 Конденсатор

27. Полевой транзистор; 28. Ввод исток полевого транзистора;

29. Терморезистор с положительным температурным коэффициентом сопротивления; 30. Термопредохранитель; 31. Электромагнитное реле с нормально-разомкнутыми контактам; 32. Катушка электромагнитного реле; 33. Контакты электромагнитного реле.

Осуществление изобретения.

Прожектор, как показано на фиг. 1, может быть осуществлен с

реализацией указанного назначения следующим образом: блок питания 1 отрицательным выводом 8 подключен к общему проводу 9, а

положительным выводом 2 к светодиодной матрице 4, накопительному конденсатор 3, выводу питание таймера 6, выводу сброс таймера 7 и токоограничивающему резистору 5, который подключен к выводу разряд таймер 12 и к параллельному соединению, состоящему из двух ветвей, одна из которых состоит из последовательно подключенных диода 14 и времязадающего резистора 16, а вторая из разрядного резистора 11; к параллельному соединению подключен конденсатор 19, вывод запуск таймера 17, вывод вход компаратора таймера 18;

конденсатор 19 подключен к общему проводу 9; светодиодная матрица 4 подключена к выводу сток полевого транзистора 10; накопительный конденсатор 3 подключен к общему проводу 9; полевой транзистор 27 выводом исток 28 подключен к общему проводу 9, а выводом затвор 22 через резистор 20 к выводу выход таймера 21; таймер 23 выводом земля 24 подключен к общему проводу 9. В частном случае

осуществления, неиспользуемый вывод контроль 25 через конденсатор 26 подключен к общему проводу 9. В частном случае осуществления терморезистор с положительным температурным коэффициентом сопротивления 29, установленный в зоне, расположенной вблизи светодиодной матрицы 4, подключен между разрядным резистором 11 и точкой соединения анодного вывода диода 13 и токоограничивающего резистора 5 с выводом разряд таймера 12. В частном случае

осуществления, между положительным выводом блока питания 2 и точкой соединения накопительного конденсатора 3 и светодиодной матрицы 4 с токоограничивающим резистором 5, выводами питание таймера 6 и сброс таймера 7 подключено электромагнитное реле 31 с нормально-разомкнутыми контактами 33, в цепь управления которого последовательно, с его катушкой 32 подключен термопредохранитель 30, установленный в зоне вблизи светодиодной матрице 4.

Заявляемый прожектор работает следующим образом. В условиях номинальной температуры окружающей среды и отсутствия обрывов светодиодов и короткого замыкания полевого транзистора и отдельных светодиодов, при подключении прожектора к внешней электросети на блок питание 1 подается переменное напряжение, а с положительного вывода блока питания 2 подается постоянное напряжение на

светодиодную матрицу 4, накопительный конденсатор 3, который начнет заряжаться, на вывод питание таймера б и вывод сброс таймера 7, а также через токоограничивающий резистор 5 на вывод разряд

таймера 12, а также через токоограничивающий резистор 5 и

последовательно соединенное с ним параллельное соединение, состоящее из двух ветвей одна из которых состоит из последовательно соединенных диода 14 и времязадающего резистора 16, а вторая из разрядного резистора 11, на конденсатор 19, вывод запуск таймера 17 и вывод вход компаратора таймера 18, при этом конденсатор 19 начинает заряжаться, а на выводе выход таймера 21 устанавливается напряжение высокого уровня приблизительно равное напряжению питания. Когда напряжение на конденсаторе 19 достигает уровня две трети напряжения питания, таймер 23 устанавливает на выводе выход 21 напряжение низкого уровня приблизительно равное нулю и разряжает конденсатор 19 через разрядный резистор 11, и вывод разряда таймера 12, при уменьшении напряжения на нем до напряжения равного одной

трети напряжения питания, таймер 23 переключает напряжение на выводе выход таймера 21 с нулевого значения на напряжение питания и разрывает цепь разряда конденсатора 19, который начнет снова

заряжаться, цикл работы таймера 23 повторится и таймер 23 с вывода выход 21 будет подавать на затвор полевого транзистора 22

прямоугольные импульсы напряжения с заданной частотой следования и скважностью. Время в течение которого полевой транзистор будет открыт определяется временем действия импульса, время в течение которого он будет закрыт определяется скважностью импульсов. Частота открытия и закрытия полевого транзистора 27 будет равна частоте следования импульсов с той же скважностью, открытие и закрытие полевого транзистора 27 с заданной частотой и скважностью

обеспечивает заряд накопительного конденсатора 3 в течение времени, когда полевой транзистор 27 закрыт и разряд через светодиодную матрицу 4 в течение когда полевой транзистор 27 открыт, что

обеспечивает прохождение через светодиодную матрицу 4 импульсного тока, частота следования которого будет равна частоте следования импульсов напряжения с той же скважностью. Питание светодиодной матрицы 4 , импульсным током, допустимое значение которого, по техническим характеристикам светодиодов, намного больше допустимых значений постоянного тока, обеспечивает значительное увеличение мощности источника света.

В частном случае, при работе светодиодов 15 в области высоких температур, обусловленной значительным увеличением температуры окружающей среды, обрывом или коротким замыканием отдельных светодиодов , под воздействием высокой температуры происходит увеличение сопротивления резистора с положительным температурным коэффициентом 29, что приводит к уменьшению времени заряда конденсатора 19, уменьшению длительности импульсов напряжения, подаваемых с вывода выход таймера 21 через резистор 20 на выход затвор полевого транзистора 22, а также к увеличению времени разряда конденсатора 19, уменьшению частоты импульсов напряжения,

подаваемых с вывода выход таймера 21, через резистор 20 на вывод затвор полевого транзистора 22 и как следствие к уменьшению времени в течении которого полевой транзистор 27 будет открыт, увеличению времени в течение которого он будет закрыт, к уменьшению частоты его открытия и закрытия. Изменение режима работы полевого 27 приводит к увеличению времени заряда накопительного конденсатора 3, уменьшению времени его разряда через светодиодную матрицу 4, и как следствие, к уменьшению длительности и частоты импульсов тока, проходящих через светодиодную матрицу 4, что приводит к

уменьшению мощности импульсного тока, потребляемой светодиодами 15, уменьшению тепловой энергии, выделяемой светодиодами 15, снижению температурной нагрузки на светодиоды 15 и их остыванию, а также к частичному снижению излучения светодиодами 15 оптической энергии. При уменьшении температуры терморезистор с

положительным температурным коэффициентом сопротивления 29 уменьшает свое сопротивление, что приводит к увеличению

длительности и частоты импульсов тока, проходящих через

светодиодную матрицу 4 и как следствие к увеличению мощности импульсного тока, потребляемой светодиодной матрицей 4 и

увеличению излучения светодиодами 15 оптической энергии. Процесс носит периодический характер, что обеспечивает стабилизацию температурного режима работы светодиодов, их защиту от перегрева и быстрой деградации. Работоспособность светодиодов сохраняется с сохранением ресурса их работы.

В частном случае, при подаче с положительного вывода блока питания 1 постоянного напряжения на электромагнитное реле 31, через термопредохранитель 30 постоянное напряжение подается на катушку электромагнитного реле 32, которая замыкает его контакты 33,через которые постоянное напряжение подается на накопительный

конденсатор 3, светодиодную матрицу 4, таймер 23, конденсатор 19, при аварийном режиме работы прожектора, который наступает при коротком замыкании полевого транзистора 27, через светодиодную матрицу 4 пойдет постоянный ток величина которого на много больше допустимого значения, что вызовет резкое значительное повышение температуры в зоне светодиодной матрицы. Когда температура в зоне светодиодной матрицы становится выше заданного предела

термопредохранитель 30 срабатывает и размыкает цепь питания катушки электромагнитного реле 32 при этом его контакты 33

размыкаются, обеспечивая отключение питания светодиодной матрицы 4, предупреждая повреждение светодиодов 15 от перегрева.

Таким образом, за счет питания светодиодов импульсным током обеспечивается значительное увеличение мощности источника света. В частных случаях, путем стабилизации температурного режима работы светодиодов в области высоких температур и защиты светодиодов от перегрева при аварийном режиме работы прожектора обеспечивается высокая надежность его работы. Задача, поставленная перед

изобретение, выполнена с заявленным техническим результатом.

Промышленная применимость.

Заявляемый прожектор реализован с применением промышленно выпускаемых устройств, может быть собран на любом

электротехническим предприятии и найдет широкое применение для наружного освещения.