Освітлювальний пристрій

1. Освітлювальний пристрій, що містить освітлювальний блок, силовий вхід якого з'єднаний з акумуляторною батареєю, зарядний пристрій, вихід якого з'єднаний з акумуляторною батареєю і схему керування, який відрізняється тим, що пристрій додатково містить сонячну батарею, з'єднану зі входом зарядного пристрою, а схема керування виконана у вигляді блока контролю освітлення, перший вхід якого з'єднаний з сонячною батареєю, другий вхід - з акумуляторною батареєю, а вихід - з керуючим входом освітлювального блока. 2. Освітлювальний пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що схема керування додатково містить блок контролю розряду акумуляторної батареї, вхід якого з'єднаний з акумуляторною батареєю, а вихід - з керуючим входом освітлювального блока. 3. Освітлювальний пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що зарядний пристрій виконаний у вигляді діода, анод якого підключений до сонячної батареї, а катод - до акумуляторної батареї. 4. Освітлювальний пристрій за пп. 1, 2, який відрізняється тим, що освітлювальний блок виконаний у вигляді газорозрядної лампи, з'єднаної з виходом перетворювача, силовий вхід якого з'єднаний з акумуляторною батареєю, а керуючий вхід - з виходами блока контролю освітленості і блока контролю розряду. 5. Освітлювальний пристрій за пп. 1, 2, який відрізняється тим, що сонячна батарея з'єднана з першим входом блока контролю освітлення і входом зарядного пристрою через рознімач, а на виході акумуляторної батареї встановлений вимикач. ео Корисна модель відноситься до освітлювальної техніки і може бути застосована для виготовлення як автономних переносних, так і стаціонарних освітлювальних пристроїв з використанням сонячних батарей в якості генератора живильної напруги. Відомий електричний освітлювальний пристрій [Д.Сирота. Светильник с батарейным питанием. Радио, №11, 2001, с.23.], що містить газорозрядну лампу, акумуляторну батарею, перетворювач напруги та схему керування (комутаційні елементи для вибору режиму роботи освітлювача]. Перетворювач виконаний у вигляді автогенератора з трансформатором, вихідна обмотка якого під'єднана до газорозрядної лампи. Необхідність зарядки акумуляторної батареї від мережі 220В спричиняє низьку економічність пристрою, а залежність від мережного джерела живлення обмежує автономність такого освітлювача. Найбільш близьким до запропонованого рішення є освітлювальний пристрій [В.М.Полей. Ма логабаритные высоковольтные преобразователи.Радіоаматор, 2003, №10, с.36-37], що містить освітлювальний блок, силовий вхід якого з'єднаний з акумуляторною батареєю, зарядний пристрій, вихід якого з'єднаний з акумуляторною батареєю і схему керування. Освітлювальний блок складається з газорозрядної лампи і перетворювача напруги живлення газорозрядної лампи, а схема керування представляє собою багатопозиційний механічний перемикач. В такому освітлювальному пристрої не передбачений захист акумуляторної батареї при перезарядці або критичному розряді, що суттєво знижує термін її роботи. Потужність на виході перетворювача регулюється дискретно транзистором з двома положеннями, що передбачає використання двох ламп (для підвищення напруги на виході перетворювача). До того ж при такому підключенні робота освітлювача в режимі двох ламп є нестабільною. Крім того, для зарядки акумуляторної батареї необхідна мережна напруга 220В, що не завжди можна забезпечити, особливо при три 00 0) 9853 валих переходах і в недоступних місцях. В основу корисної моделі поставлена задача створення економічного і надійного автономного освітлювального пристрою шляхом забезпечення можливості виконання одним вузлом пристрою різних функцій: генерації електричної енергії, контролю за рівнем освітлюваності, створення умов для надійної роботи акумуляторної батареї. Поставлена задача вирішується тим, що освітлювальний пристрій, що містить освітлювальний блок, силовий вхід якого з'єднаний з акумуляторною батареєю, зарядний пристрій, вихід якого з'єднаний з акумуляторною батареєю і схему керування, згідно корисної моделі, додатково містить сонячну батарею, під'єднану до входу зарядного пристрою, а схема керування виконана у вигляді блоку контролю освітленості, перший вхід якого з'єднаний з сонячною батареєю, другий вхід - з акумуляторною батареєю, а вихід - з керуючим входом освітлювального блоку. Схема керування може додатково містити блок контролю розряду акумуляторної батареї, вхід якого з'єднаний з акумуляторною батареєю, а вихід - з керуючим входом освітлювального блоку. Зарядний пристрій може бути виконаний у вигляді діода, анод якого підключений до сонячної батареї, а катод - до акумуляторної батареї. Освітлювальний блок може бути виконаний у вигляді газорозрядної лампи, з'єднаної з виходом перетворювача, силовий вхід якого з'єднаний з акумуляторною батареєю, а керуючий вхід - з виходами блоку контролю освітленості і блоку контролю розряду. Крім того, сонячна батарея може бути з'єднана з першим входом блоку контролю освітленості і входом зарядного пристрою через рознімач, а на виході акумуляторної батареї може бути встановлений вимикач. В запропонованому пристрої сонячна батарея служить одночасно генератором електроенергії для зарядки акумуляторної батареї у світловий час дня і датчиком рівня освітлюваності. Це забезпечує подвійну економію електроенергії: економію від використання енергії сонячного випромінювання для зарядки акумуляторної батареї та економію за рахунок автоматичного відключення пристрою при високому рівні освітленості вдень. Одночасно можливість підбору напруги сонячної батареї в залежності від використовуваної акумуляторної батареї дозволяє уникнути виходу з ладу останньої за рахунок її перезарядки. Крім того, передбачена можливість контролю за станом розряду акумуляторної батареї і вимикання навантаження при досягненні критичного розряду також дозволяє суттєво продовжити термін роботи акумуляторної батареї, захищаючи її від руйнування глибоким розрядом. Як наслідок, запропонований освітлюючий пристрій має ряд переваг: - дозволяє заряджати акумуляторну батарею автономно від сонячної батареї без використання мережної напруги і це дає можливість використовувати його у віддалених від централізованого електропостачання місцях та економити електроенергію; - забезпечує можливість контролю за освітленістю сонячної батареї і при настанні темряви автоматично вмикати освітленість - газорозрядну лампу, що може бути використано для автономної автоматичної освітленості певних об'єктів чи територій; - схема для заряду акумуляторної батареї суттєво спрощена внаслідок використання переваг сонячної батареї; - розширюються функціональні можливості пристрою, оскільки передбачена можливість розміщення сонячної батареї на відстані від освітлювального блоку. На кресленні показана блок-схема освітлювального пристрою. Пристрій складається з освітлювального блоку 1, силовий вхід якого з'єднаний з акумуляторною батареєю (АБ) 2, зарядного пристрою (ЗП) 3, вихід якого з'єднаний з акумуляторною батареєю 2, схеми керування 4 і сонячної батареї (СБ) 5. Схема керування (СК) 4 складається з блоку 6 контролю освітленості (СБК) і блоку 7 контролю розряду акумуляторної батареї 2, причому перший вхід блоку 6 з'єднаний з сонячною батареєю 5, другий вхід - з акумуляторною батареєю 2, а вихід - з керуючим входом освітлювального блоку 1. Вхід блоку 7 контролю розряду (БКР) з'єднаний з акумуляторною батареєю 2, а вихід -з керуючим входом освітлювального блоку 1. На фігурі показане виконання освітлювального блоку 1 у вигляді газорозрядної лампи (Л) 8, з'єднаної з виходом перетворювача (П) 9, силовий вхід якого з'єднаний з акумуляторною батареєю 2, а керуючий вхід - з виходами блоку 6 контролю освітленості і блоку 7 контролю розряду. Слід відмітити, що можливе інше виконання освітлювального блоку, наприклад, у вигляді світодіода або галогенної лампи розжарення. Сонячна батарея 5 з'єднана з першим входом блоку 6 контролю освітленості і входом зарядного пристрою 3 через рознімач 10, а на виході акумуляторної батареї 2 встановлений вимикач 11. Зарядний пристрій 3 виконаний у вигляді діода 3, анод якого підключений до сонячної батареї 5, а катод - до акумуляторної батареї 2. Запропонований освітлювальний пристрій працює слідуючим чином. Електрична енергія, яку виробляє сонячна батарея 5 поступає через діод 3 (для зменшення втрат енергії використовують діод Шоткі) на акумуляторну батарею 2 для її зарядки. Причому, напруга сонячної батареї 5 підібрана таким чином, щоб не відбувалася перезарядка акумуляторної батареї 2. Від акумуляторної батареї 2 живильна напруга подається на перетворювач 9 та на схему керування 4. Обидва блоки контролю 6, 7 функціонують незалежно один від одного і працюють на заборону роботи перетворювача 9 шляхом подачі на нього електричного сигналу (низького потенціалу напруги). Якщо освітленість і сонячної батареї 5 знижується і напруга, згенерована сонячною батареєю 5, стане меншою за напругу, яка пропорційна напрузі на другому вході блоку 6 контролю освітленості (регулюється при налагодженні чутливості блоку контролю освітленості), то вихід блоку 6 переходить у високоомний стан (стан з високим вихідним опором), що дозволяє роботу перетворювача 9. При збільшенні ж освітленості сонячної батареї 5 на виході блоку контролю 6 появляється 9853 низький сигнал напруги (сигнал заборони) і блокує роботу перетворювача 9 Електрична енергія, яку виробляє сонячна батарея 5, поступає через діод З на акумуляторну батарею 2 і вона заряджається Якщо напруга на акумуляторній батареї 2 перебуває в допустимих межах, то вихід блоку 7 контролю розряду знаходиться у високоомному стані і роботу перетворювача 9 дозволено - лампа 8 ввімкнена В разі зменшення напруги на акумуляторній батареї 2 нижче допустимого значення на виході блоку 7 контролю розряду появляється низький потенціал напруги, який блокує роботу перетворювача 9 і вимикає газорозрядну лампу 8 Як було відмічено, сонячна батарея 5 з'єднана з іншими блоками пристрою через рознімач 10 Це дозволяє, використовуючи подовжувач, розміщувати сонячну батарею 5 на певній відстані від освітлювального блоку 1, що розширює функціональні можливості освітлювального пристрою Крім того, в даному пристрої сонячна батарея 5 служить не тільки як генератор електричного струму для заряду акумуляторної батареї 2 в світловий час дня, а також як датчик рівня освітленості для роботи автоматики При від'єднанні сонячної батареї 5 від освітлювального блоку 1 рознімач 10 спрацьовує таким чином що, замикає між собою контакти, в результаті чого на першому вході блоку 6 контролю освітленості стає низький потенціал напруги і, ВІДПОВІДНО, вихід блоку 6 переходить у високоомний стан і блок 6 не впливає на роботу перетворювача 9 У цьому режимі роботи освітлювальний блок 1 вимикається вимикачем 11 Запропонований освітлювальний пристрій може бути виготовлений з використанням стандартних елементів електронної техніки Як комплектуючі можуть бути використані сонячна батарея серійного виробництва України або Роси, акумулятор любий компактний, наприклад, китайського виробництва, газорозрядна лампа - U-подібна або звичайна пальчикова циліндрична, наприклад, фірми "Philips" Блок 6 контролю освітленості і блок 7 контролю розряду представляють собою операційні підсилювачі, які працюють в режимі компараторів Запропонований освітлювальний пристрій характеризується компактністю, невеликою вагою, стабільною роботою, економічністю і може бути використаний як у стаціонарних, так і в походних умовах, коли ІНШІ джерела живлення відсутні або їх використання є менш доцільним 10 4 Фігура Комп ютерна верстка Д Дорошенко Підписне Тираж 26 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1, м Київ - 4 2 , 01601