WO2018013005A1 - Led lighting system - Google Patents
Led lighting system Download PDFInfo
- Publication number
- WO2018013005A1 WO2018013005A1 PCT/RU2017/000469 RU2017000469W WO2018013005A1 WO 2018013005 A1 WO2018013005 A1 WO 2018013005A1 RU 2017000469 W RU2017000469 W RU 2017000469W WO 2018013005 A1 WO2018013005 A1 WO 2018013005A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- current
- illuminators
- leds
- dimming
- switch
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
- H05B47/10—Controlling the light source
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
- H05B47/10—Controlling the light source
- H05B47/17—Operational modes, e.g. switching from manual to automatic mode or prohibiting specific operations
Definitions
- composition of any LED illuminators includes a power source, 5 devices for dimming, sometimes emergency devices
- All devices that are part of the illuminators, except for the LEDs have, as a rule, significantly lower reliability and service life (especially power supplies), which limits the duration of the illuminators as a whole .
- the replacement of illuminators is associated with considerable laboriousness, requires special lifting means, etc., which increases operating costs.
- the illuminators could be given a guarantee of 7 ... 10 years without much risk. In this case, the cost of the illuminator itself would be significantly lower.
- the present invention describes a system of LED lighting, which includes a series of single illuminators in an unlimited number, which are powered by an alternating current main through a special 25 control unit that ensures the operation of N illuminators with stable
- FIG. 1 shows an example of a lighting system circuit in which the illuminators are powered by a two-wire circuit, all illuminators are connected in parallel, and in the case of each illuminator there are only LEDs (sometimes with parallel switching on of PLED or a similar circuit for shunting the LEDs in case of failure).
- a power supply circuit from a three-phase network is shown, including a three-phase rectifier 1, an active current source 2, connected in accordance with and in series with the rectifier 1 and the illuminators 3, which are connected in parallel and the LEDs are connected in series inside each illuminator.
- Switch P6 selects the working - dimming mode.
- Switch P2 initially sets the operating current of all illuminators connected to the system and can be set manually during installation of the system.
- the PZ switch (there may be a variable resistor) determines the level of decrease in lighting during dimming, and the P 4 switch determines the level of illumination during emergency operation, while the P4 switch is activated
- Converter 4 switch P5. The switch ⁇ automatically connects the converter 4 to the LEDs (through the current source 2, while the output voltage of the converter should approximately
- the converter 4 is powered by the voltage of the battery 6 (12v) or others, and the signal D of its inclusion comes from the device 8, when the mains voltage disappears.
- the charger 5 is powered by a rectified voltage and stops its operation when a signal E about the disappearance of the mains voltage.
- An RCD can be included in the power supply circuit of LEDs (7). Wires 0 go to the illuminators, and the insulation in devices 5, 4 and in the output wires must withstand a voltage of 5 kV relative to the case, if the battery and these devices are outside an isolated power cabinet.
- the switching device 8 of the system works as follows: when the circuit breaker (P) is turned on, the sensor detects the presence of mains voltage and the contactor is switched on with a time delay, supplying voltage to the entire circuit, contacts W open.
- Signal D corresponds to the off state converter 4.
- Signal E turns on the battery charge circuit. If the mains voltage fails, the signal D turns on the converter 4 and ⁇ , and the signal E turns off the charge circuit 5 of the battery 6, the contactor K opens. When the mains voltage appears, signal E appears and signal D disappears, the converter turns off, contacts W open and then contactor K is turned on, supplying the mains voltage to the entire circuit.
- All devices except the battery are placed in an insulated plastic case with a lock with the input terminals of the network (3 wires) and 2 output wires in double insulation to the first illuminator or to several first illuminators and two wires to the battery. If the battery and devices 4,5 are placed in
- the present invention allows to produce
- This scheme allows you to quickly change the maximum power of the illuminators (within the margin of supply for LEDs) thereby compensating for the drop in illumination after years of operation.
- This function can be programmed, which in conventional devices is only possible with wireless control, with the use of PLC modems in each illuminator or with additional wired connections. This scheme gives very serious savings in the purchase and operation.
- each of them has protection in the form of a current source for a current slightly greater than the maximum working one.
- an additional current source must be installed in each illuminator. It is desirable to have LEDs in this system with a small voltage spread. Since illuminators usually have a power of 30 ... 40 W, and the source of protection current in the illuminator must compensate for the voltage imbalance, which is usually less than 10%, the current source can be passive and very simple because low power is dissipated on it. If inside the illuminator one LED fails to short-circuit, then the imbalance will generally be insignificant 0.5 ... 1%, because there are more lOOLEDs in the illuminator.
Landscapes
- Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
Abstract
Description
Светодиодная система освещения LED lighting system
Существующее положение The status quo
В состав любых светодиодных осветителей входит источник питания, 5 устройства осуществления димминга, иногда устройства аварийного The composition of any LED illuminators includes a power source, 5 devices for dimming, sometimes emergency devices
освещения и др. устройства. Все устройства, которые входят в состав осветителей, кроме светодиодов (в настоящее время имеющих весьма высокую надежность и длительный срок службы) имеют, как правило, значительно более низкую надежность и срок службы (особенно источники ю питания), что ограничивает длительность работы осветителей в целом. Кроме того, замена осветителей связана со значительной трудоемкостью, требует специальных подъёмных средств и т.д., что увеличивает эксплуатационные затраты. lighting and other devices. All devices that are part of the illuminators, except for the LEDs (currently having very high reliability and a long service life) have, as a rule, significantly lower reliability and service life (especially power supplies), which limits the duration of the illuminators as a whole . In addition, the replacement of illuminators is associated with considerable laboriousness, requires special lifting means, etc., which increases operating costs.
Самое лучшее решение - это когда в корпусе осветителей имеются 15 только светодиоды и, в крайнем случае, светодиоды и их эквиваленты, The best solution is when there are only 15 LEDs in the luminaire housing and, in extreme cases, LEDs and their equivalents,
позволяющие осветителю работать при выходе из строя одного или allowing the illuminator to work when one or
нескольких светодиодов. В этом случае на осветители можно было бы давать гарантию 7...10 лет без особого риска. В этом случае стоимость самого осветителя была бы существенно ниже. multiple LEDs. In this case, the illuminators could be given a guarantee of 7 ... 10 years without much risk. In this case, the cost of the illuminator itself would be significantly lower.
20 twenty
Предлагаемое техническое решение Proposed Technical Solution
В настоящем изобретении описана система светодиодного освещения, которая включает в себя серию одиночных осветителей в неограниченном количестве, которые питаются от сети переменного тока через специальный 25 блок управления, обеспечивающий работу N осветителей со стабильным The present invention describes a system of LED lighting, which includes a series of single illuminators in an unlimited number, which are powered by an alternating current main through a special 25 control unit that ensures the operation of N illuminators with stable
световым потоком, димминг, аварийное освещение и, если необходимо, программную работу осветителей по заданной программе во времени и все это по двум проводам. luminous flux, dimming, emergency lighting and, if necessary, the programmatic work of illuminators according to a given program in time and all this on two wires.
На рис. 1 представлен пример схемы системы освещения, в которой зо питание осветителей производится по двухпроводной схеме, все осветители включены параллельно, а в корпусе каждого осветителя имеются только светодиоды (иногда с параллельным включением PLED или аналогичной схемы шунтирования свето диодов в случае их отказа). Показана схема питания от трехфазной сети, включающая в себя трехфазный выпрямитель 1 , активный источник тока 2, включенный согласно и последовательно с выпрямителем 1 и осветителями 3, которые включены параллельно а внутри каждого осветителя светодиоды включены последовательно. Переключатель П6 выбирает режим рабочий - димминг. Переключатель П2 изначально устанавливает рабочий ток всех осветителей, подключенных к системе и может устанавливаться вручную при монтаже системы. Переключатель ПЗ (может быть переменный резистор) определяет уровень снижения освещения при диммировании, а переключатель П 4 определяет уровень освещенности при аварийном режиме, при этом задействование переключателя П4 In fig. Figure 1 shows an example of a lighting system circuit in which the illuminators are powered by a two-wire circuit, all illuminators are connected in parallel, and in the case of each illuminator there are only LEDs (sometimes with parallel switching on of PLED or a similar circuit for shunting the LEDs in case of failure). A power supply circuit from a three-phase network is shown, including a three-phase rectifier 1, an active current source 2, connected in accordance with and in series with the rectifier 1 and the illuminators 3, which are connected in parallel and the LEDs are connected in series inside each illuminator. Switch P6 selects the working - dimming mode. Switch P2 initially sets the operating current of all illuminators connected to the system and can be set manually during installation of the system. The PZ switch (there may be a variable resistor) determines the level of decrease in lighting during dimming, and the P 4 switch determines the level of illumination during emergency operation, while the P4 switch is activated
производится сигналом при включении аварийного режима от produced by a signal when emergency mode is activated from
преобразователя 4 выключателем П5. Переключатель Ш автоматически подключает преобразователь 4 к светодиодам (через источник тока 2, при этом выходное напряжение преобразователя должно примерно Converter 4 switch P5. The switch Ш automatically connects the converter 4 to the LEDs (through the current source 2, while the output voltage of the converter should approximately
соответствовать номинальному напряжению сети. Преобразователь 4 питается от напряжения аккумулятора 6 (12v) или др., а сигнал D его включения идет с устройства 8, когда пропадает напряжение сети. Зарядное устройство 5 питается от выпрямленного напряжения и прекращает свою работу при поступлении сигнала Е о пропадании сетевого напряжения. В цепь питания светодиодов может быть включено УЗО (7). Провода 0 идут к осветителям, а изоляция в устройствах 5, 4 и в выходных проводах должна выдерживать напряжение 5кВ относительно корпуса, если аккумулятор и эти устройства вне изолированного силового шкафа. Устройство включения 8 системы работает следующим образом: при включении рубильника (Р) датчик определяет наличие напряжения сети и включается контактор с задержкой во времени, подающий напряжение на всю схему, контакты Ш разомкнуты. Сигнал D соответствует выключенному состоянию преобразователя 4. Сигнал Е включает цепь заряда аккумулятора. При пропадании сетевого напряжения, сигнал D включает преобразователь 4 и Ш, а сигнал Е выключает схему заряда 5 аккумулятора 6 контактор К размыкается. При появлении сетевого напряжения появляется сигнал Е и пропадает сигнал D, выключается преобразователь, размыкаются контакты Ш и затем включается контактор К, подающий напряжение сети на всю схему. Все устройства за исключением аккумулятора помещаются в изолированный пластмассовый корпус с блокировкой с входными клеммами сети (3 провода) и 2-мя выходными проводами в двойной изоляции к первому осветителю или к нескольким первым осветителям и два провода к аккумулятору. Если аккумулятор и устройства 4,5 поместить в correspond to the rated voltage of the network. The converter 4 is powered by the voltage of the battery 6 (12v) or others, and the signal D of its inclusion comes from the device 8, when the mains voltage disappears. The charger 5 is powered by a rectified voltage and stops its operation when a signal E about the disappearance of the mains voltage. An RCD can be included in the power supply circuit of LEDs (7). Wires 0 go to the illuminators, and the insulation in devices 5, 4 and in the output wires must withstand a voltage of 5 kV relative to the case, if the battery and these devices are outside an isolated power cabinet. The switching device 8 of the system works as follows: when the circuit breaker (P) is turned on, the sensor detects the presence of mains voltage and the contactor is switched on with a time delay, supplying voltage to the entire circuit, contacts W open. Signal D corresponds to the off state converter 4. Signal E turns on the battery charge circuit. If the mains voltage fails, the signal D turns on the converter 4 and Ш, and the signal E turns off the charge circuit 5 of the battery 6, the contactor K opens. When the mains voltage appears, signal E appears and signal D disappears, the converter turns off, contacts W open and then contactor K is turned on, supplying the mains voltage to the entire circuit. All devices except the battery are placed in an insulated plastic case with a lock with the input terminals of the network (3 wires) and 2 output wires in double insulation to the first illuminator or to several first illuminators and two wires to the battery. If the battery and devices 4,5 are placed in
изолированном шкафу, то изолировать зарядное устройство 5 и insulated cabinet then isolate the charger 5 and
преобразователь 4 нет необходимости. В каждом осветителе можно поставить 2 вида защиты: converter 4 is not necessary. In each illuminator, you can put 2 types of protection:
- защитный диод на 650В - 650V protective diode
- источник тока на ток более чем ток в рабочем режиме. - current source for current more than current in operating mode.
Преимущества изобретения Advantages of the Invention
Настоящее изобретение позволяет производить The present invention allows to produce
включение/выключение, димминг, аварийное включение серии осветителей, при этом питание всех осветителей производится по двум проводам, а в каждом осветителе не содержится схем управления, а установлены только светодиоды и их защита, что позволяет гарантировать работу осветителей в течение 7...10 лет в зависимости от типа свето диодов. Эффективность системы питания может быть более 0,9 в зависимости от диапазона switching on / off, dimming, emergency switching on of a series of illuminators, while all illuminators are powered by two wires, and each illuminator does not contain control circuits, only LEDs and their protection are installed, which allows guaranteeing the operation of illuminators for 7 ... 10 years depending on the type of light diodes. Power system efficiency may be over 0.9 depending on the range
нестабильности сетевого напряжения. В данном решении не возможен разбаланс фаз сетевого напряжения. В схеме предусмотрена instability of mains voltage. In this solution, the unbalance of the phases of the mains voltage is not possible. The scheme provides
предварительная установка рабочего тока, в зависимости от количества осветителей, установка тока при димминге, а также тока осветителей при аварийном освещении. Преимуществом также является то, что при аварийном освещении задействованы все осветители без дополнительных затрат на эту реализацию. Обеспечение аварийного питания осветителей не требует включения тяжелых аккумуляторов с зарядными устройствами в состав осветителей, которые находятся на высоте, а время работы мощного аккумулятора ничем не ограничено, ввиду того, что он находится вблизи силового шкафа (или в шкафу), в то же время замена аккумуляторов в работающих осветителях на потолке представляет значительную трудность. pre-setting the operating current, depending on the number of illuminators, setting the current when dimming, as well as the current of the illuminators in emergency lighting. The advantage is also that with emergency lighting involves all illuminators at no additional cost to this implementation. Providing emergency power to the illuminators does not require the inclusion of heavy batteries with chargers in the illuminators that are at a height, and the operating time of a powerful battery is unlimited, due to the fact that it is located near the power cabinet (or in the cabinet), at the same time replacing batteries in the working fixtures on the ceiling is a significant difficulty.
Применение повышенного напряжения позволяет снизить сечение питающих проводов и уменьшает потери при освещении больших The use of increased voltage allows to reduce the cross section of the supply wires and reduces losses when lighting large
пространств. spaces.
Указанная схема позволяет оперативно изменять максимальную мощность осветителей (в пределах запаса по светодиодам) компенсируя тем самым падение освещенности через годы эксплуатации. Эта функция может быть запрограммирована, что в обычных устройствах возможно только при наличии wireless управления, при применении PLC модемов в каждом осветителе или при дополнительных проводных соединениях. Данная схема даёт очень серьезную экономию при покупке и эксплуатации. This scheme allows you to quickly change the maximum power of the illuminators (within the margin of supply for LEDs) thereby compensating for the drop in illumination after years of operation. This function can be programmed, which in conventional devices is only possible with wireless control, with the use of PLC modems in each illuminator or with additional wired connections. This scheme gives very serious savings in the purchase and operation.
Следует иметь в виду, что такая схема пригодна при наличии It should be borne in mind that such a scheme is suitable in the presence of
множества параллельных ветвей, т.к. при выходе из строя одного или нескольких осветителей, ток в остальных осветителях увеличивается many parallel branches, because in case of failure of one or more illuminators, the current in the remaining illuminators increases
А т Inom „ т т примерно на величину ΔΙ =— ; где п - число параллельных ветвей. Но, поскольку светильники отличаются по напряжению ввиду разброса светодиодов, без защиты некоторые осветители могут также стать And t Inom „ t t approximately by the value ΔΙ = -; where n is the number of parallel branches. But, since luminaires differ in voltage due to the scatter of LEDs, without protection, some luminaires may also
неисправными. Для того чтобы при выходе из строя нескольких осветителей не вышли из строя оставшиеся осветители, в каждом из них установлена защита в виде источника тока на ток несколько больший максимального рабочего. При малом числе осветителей, дополнительный источник тока обязательно должен быть установлен в каждый осветитель. Светодиоды в данной системе желательно иметь с малым разбросом по напряжению. Поскольку осветители обычно имеют мощность 30...40 Вт, а источник тока защиты в осветителе должен погасить разбаланс по напряжению, что обычно составляет меньше 10%, то источник тока может быть пассивным и очень простым т.к. на нем рассевается малая мощность. Если внутри осветителя один светодиод выйдет из строя на закорот, то разбаланс вообще будет незначительным 0,5...1%, т.к. в осветителе более lOOLEDs. faulty. In order to prevent the remaining illuminators from failing when several illuminators fail, each of them has protection in the form of a current source for a current slightly greater than the maximum working one. With a small number of illuminators, an additional current source must be installed in each illuminator. It is desirable to have LEDs in this system with a small voltage spread. Since illuminators usually have a power of 30 ... 40 W, and the source of protection current in the illuminator must compensate for the voltage imbalance, which is usually less than 10%, the current source can be passive and very simple because low power is dissipated on it. If inside the illuminator one LED fails to short-circuit, then the imbalance will generally be insignificant 0.5 ... 1%, because there are more lOOLEDs in the illuminator.
Claims
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016128942 | 2016-07-15 | ||
| RU2016128942 | 2016-07-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2018013005A1 true WO2018013005A1 (en) | 2018-01-18 |
Family
ID=60953184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2017/000469 Ceased WO2018013005A1 (en) | 2016-07-15 | 2017-06-30 | Led lighting system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2018013005A1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2278408C2 (en) * | 2003-09-23 | 2006-06-20 | Валерий Николаевич Марков | Universal polychromatic irradiator |
| US20110121751A1 (en) * | 2009-11-17 | 2011-05-26 | Harrison Daniel J | Led power-supply detection and control |
| US20120080944A1 (en) * | 2006-03-28 | 2012-04-05 | Wireless Environment, Llc. | Grid Shifting System for a Lighting Circuit |
| US20140375206A1 (en) * | 2011-12-20 | 2014-12-25 | Anthony Holland | Wireless lighting and electrical device control system |
| RU2579375C1 (en) * | 2014-12-30 | 2016-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "Пензенский государственный университет") | Automotive lighting system |
-
2017
- 2017-06-30 WO PCT/RU2017/000469 patent/WO2018013005A1/en not_active Ceased
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2278408C2 (en) * | 2003-09-23 | 2006-06-20 | Валерий Николаевич Марков | Universal polychromatic irradiator |
| US20120080944A1 (en) * | 2006-03-28 | 2012-04-05 | Wireless Environment, Llc. | Grid Shifting System for a Lighting Circuit |
| US20110121751A1 (en) * | 2009-11-17 | 2011-05-26 | Harrison Daniel J | Led power-supply detection and control |
| US20140375206A1 (en) * | 2011-12-20 | 2014-12-25 | Anthony Holland | Wireless lighting and electrical device control system |
| RU2579375C1 (en) * | 2014-12-30 | 2016-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "Пензенский государственный университет") | Automotive lighting system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10631375B2 (en) | Emergency lighting system | |
| US10333344B2 (en) | Emergency backup systems providing dimmed power | |
| JP2012084263A (en) | Light source lighting device and lighting apparatus | |
| JP2015513771A (en) | LED light source | |
| JP2012009350A (en) | Led lighting circuit and luminaire using it | |
| US3819980A (en) | Emergency lighting system | |
| JP2020107432A (en) | Electric power unit, load drive system, and illumination system | |
| US8941318B2 (en) | Power supply for illumination and luminaire | |
| KR20160077718A (en) | Led lighting apparatus for three phase ac and led lighting system comprising the same | |
| JP5624268B2 (en) | Lighting device, lighting fixture | |
| JP6273100B2 (en) | Lighting device | |
| WO2018013005A1 (en) | Led lighting system | |
| JP2011090970A (en) | Led emergency lighting device | |
| US11271422B2 (en) | Solid-state lighting with an emergency power system | |
| US9832827B2 (en) | Battery back up lamp using AC wiring activation | |
| US20220131409A1 (en) | Dual power switching system | |
| CN109982477B (en) | Solid state lighting with multiple drivers | |
| US20170171923A1 (en) | Led driving device | |
| US11264831B2 (en) | Solid-state lighting with an emergency driver | |
| CN110958732B (en) | LED lamp circuit with function of delayed light-off | |
| US20050110427A1 (en) | Decorative light strings | |
| JP2022150564A (en) | Luminaire and lighting device | |
| KR101430732B1 (en) | Lighting module and apparatus comprising thereof | |
| GB2565600A (en) | Emergency lighting driver arrangement, lighting module and system | |
| JP3197422U (en) | Power supply system and power system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 17828037 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 17828037 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |