[go: up one dir, main page]

PL245102B1 - Sposób zasilania diod LED UV-C w lampie dezynfekcyjnej o mocy czynnej do 25W zasilanej z sieci 230V AC - Google Patents

Sposób zasilania diod LED UV-C w lampie dezynfekcyjnej o mocy czynnej do 25W zasilanej z sieci 230V AC Download PDF

Info

Publication number
PL245102B1
PL245102B1 PL441327A PL44132722A PL245102B1 PL 245102 B1 PL245102 B1 PL 245102B1 PL 441327 A PL441327 A PL 441327A PL 44132722 A PL44132722 A PL 44132722A PL 245102 B1 PL245102 B1 PL 245102B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
current
leds
network
value
powering
Prior art date
Application number
PL441327A
Other languages
English (en)
Other versions
PL441327A1 (pl
Inventor
Jacek Chęciński
Zdzisław Filus
Jerzy Fiołka
Original Assignee
Politechnika Slaska Im Wincent
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Slaska Im Wincent filed Critical Politechnika Slaska Im Wincent
Priority to PL441327A priority Critical patent/PL245102B1/pl
Publication of PL441327A1 publication Critical patent/PL441327A1/pl
Publication of PL245102B1 publication Critical patent/PL245102B1/pl

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10Controlling the intensity of the light
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/0005Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor for pharmaceuticals, biologicals or living parts
    • A61L2/0011Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor for pharmaceuticals, biologicals or living parts using physical methods
    • A61L2/0029Radiation
    • A61L2/0047Ultraviolet radiation

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

Sposób zasilania diod LED UV-C w lampie dezynfekcyjnej zasilanej z sieci 230V AC polega na tym, że kształtuje prąd pobierany przez lampę z sieci 230V AC jako przebieg prostokątny dwuschodkowy, w którym chwile czasu załączenia i wyłączenia pierwszego schodka (progu) w przebiegu prądowym wynoszą 0,0615•T oraz 0,4385•T, natomiast chwile czasu załączenia i wyłączenia drugiego schodka (progu) w przebiegu prądowym wynoszą 0,194•T oraz 0,306•T, przy czym wszystkie podane wartości czasów liczone są od poprzedzającego je momentu, w którym przebieg napięciowy sieci 230V AC (przebieg sinusoidalny u<sub>IN</sub>(t) o okresie T=20ms) przechodzi przez zero.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób zasilania diod LED UV-C w lampie dezynfekcyjnej o mocy czynnej do 25W zasilanej z sieci 230V AC, mający zastosowanie w branży medycznej do sterylizacji powietrza w pomieszczeniach produkcyjnych, szpitalach czy branży, farmaceutycznej, przemyśle przetwórczym żywności, gdzie lampy, bakteriobójcze UV-C są używane do odkażania materiałów opakowaniowych do żywności, środków produkcji czy odkażania powietrza.
Obecnie na rynku konsumenckim dostępne są wiruso- i bakteriobójcze lampy LED UV-C jako zamienniki lamp wyładowczych UV-C z trzonkiem E14 i E27. Są to zmodernizowane lampy LED, w których diody emitujące światło białe zostały zamienione na diody emitujące promieniowanie w zakresie UV-C. Zastosowane przez producentów modyfikacje ograniczają się do skrócenia łańcucha szeregowo połączonych diod LED, tak aby zsumowane spadki napięć dopasować do istniejącego już układu zasilania (diody ultrafioletowe charakteryzują się znacząco wyższym napięciem przewodzenia Uf ). Takie lampy nie pozwalają wykorzystać w pełni możliwości, jakie stwarzają diody LED UV-C w zakresie swobody kształtowania przebiegu czasowego strumienia światła (radiacji). Skuteczność dezynfekcyjna lamp UV-C zależy od czasu emisji i średniej mocy emitowanego przez nie promieniowania przypadającego na jednostkę powierzchni. Badania naukowe dowodzą, że nie tylko uśredniona wartość mocy, ale również sam kształt przebiegu czasowego mocy chwilowej promieniowania ma istotny wpływ na zdolność niszczenia patogenów. W przypadku dwóch źródeł promieniowania UV-C, o tej samej charakterystyce widmowej i mocy średniej, skuteczniejsze w niszczeniu patogenów, np. tworzeniu dimerów pirymidynowych degradujących łańcuchy RNA i DNA, jest źródło emitujące promieniowanie ultrafioletowe z okresowo wyższą wartością mocy chwilowej. Układ zasilania i sterowania w takiej lampie powinien zapewnić emisję promieniowania, w którym proporcja maksymalnej mocy chwilowej do mocy średniej ( Pmax/Pavr ) jest możliwie duża.
Z polskiego opisu zgłoszeniowego P.405890 znana jest lampa LED i sposób zasilania diody LED, który polega na tym, że co najmniej jedną parę diod LED połączonych równolegle przeciwsobnie zasila się prądem przemiennym. Lampa LED według powyższego wynalazku może być zasilana dowolnym zasilaczem prądowym ZA, który wytwarza prąd przemienny o wartości niezależnej od obciążenia, które stanowią połączone równolegle dwa szeregi diod LED D, przy czym polaryzacja jednego szeregu diod LED D jest odwrócona względem polaryzacji drugiego szeregu diod LED D.
Z europejskiego opisu EP2458939 znany jest obwód oświetleniowy LED, który generuje napięcie zasilania wymagane do oświetlenia LED poprzez zwiększenie napięcia zasilania. Obwód oświetlenia LED zawiera obwód zasilania, który jest utworzony integralnie z obwodem oświetlenia LED i dostarcza napięcie zasilania. Obwód oświetlenia LED zawiera ponadto obwód sprzężenia zwrotnego, który wykrywa prąd LED płynący do LED i przesyła prąd LED z powrotem do obwodu zasilania. Obwód zasilania steruje napięciem zasilania dostarczanym do obwodu oświetlenia LED tak, aby prąd. LED zbiegał się do wartości docelowej.
Z innego europejskiego opisu patentowego EP04028174 znana jest lampa bakteriobójcza na promieniowanie UV-C do obróbki medium promieniowaniem UV-C, żeby niszczyć zawarte w nim mikroorganizmy, z co najmniej jednym promiennikiem UV-C, który posiada wydłużony korpus otoczony elastyczną osłoną przepuszczającą promieniowanie UV-C, z co najmniej jednym przyłączem elektrycznym i cokołem; utrzymującym promiennik UV-C, przy czym promiennik UV-C w strefie jego elektrycznych przyłączy jest zalany w cokole materiałem zalewowym, która ma umieszczonym w cokole zaciskiem promiennik UV-C (2), który jest zabezpieczony przed mimowolnym wyjęciem względnie wypadnięciem z cokołu, gdy został już usunięty z cokołu materiał zalewowy.
Typowy bezkondensatorowy układ zasilania lampy LED UV-C w obudowie z trzonkiem E14 lub E27 zabezpieczony bezpiecznikiem F-1, składa się z prostownika (mostka Graetza), pojedynczego łańcucha szeregowo połączonych diod LED UV-C oraz stabilizatora prądu płynącego przez diody. W chwili Ion , w której wyprostowane przez mostek Graetza napięcie sieci 230 VAC przekroczy wartość napięcia przewodzenia łańcucha diod LED (n-U:) zostaje spolaryzowany stabilizator prądu i w układzie zaczyna płynąć prąd o stałej wartości I. Dalszy wzrost napięcia wejściowego nie wpływa na zmianę prądu, powoduje tylko odłożenie się pozostałego napięcia, tj. U = Ur - n-U, na stabilizatorze (gdzie Ur - to wyprostowane napięcie na wyjściu mostka Graetza, n - to liczba szeregowa połączonych diod LED UV-C, natomiast Uf - to spadek napięcia na pojedynczej diodzie przez którą płynie prąd o wartości I). Najistotniejsze jest ustawienie wartości prądu I stabilizatora oraz dobranie odpowiedniej długości łańcucha diod LED (liczby ή), co ma przełożenie na wartość czasu toN, oraz wpływa na parametry elektryczne lampy.
PL 245102 Β1
W całym zakresie możliwych nastaw toN (tj.: 0-5 ms) jego wartość nie może przekroczyć 2,53 ms, wynika to z regulacji prawnych dopuszczających sprzedaż lampy UV-C na rynku europejskim (wymagania normy PN-EN IEC 61000-3-2:2019 zharmonizowanej z dyrektywą EMC). W lampach dezynfekcyjnych korzystniej jest stosować układy zasilające diody UV-C powodujące pulsacyjną emisję promieniowania (np. błyski), w której proporcja maksymalnej mocy chwilowej do mocy średniej (Pmax/Pavr) jest możliwie duża, przykładowo dla klasycznego układu lampy LED UV-C największa wartość Pmax/Pavr toN = 2,53 ms i wyniesie: Pmax/Pavr = 2,02.
Niedogodnością powyższych rozwiązań znanych ze stanu techniki jest mało efektywne wykorzystanie możliwości diod UV-C, czego główną przyczyną jest długotrwale wymuszenie jednej wartości płynącego przez nie prądu, które skutkuje niską proporcją emitowanej mocy chwilowej promieniowania ultrafioletowego do mocy średniej, co przedkłada się na dłuższy czas dezynfekcji i większe zużycie energii elektrycznej przez lampę UV-C.
Zagadnieniem technicznym wymagającym rozwiązania jest opracowanie nowego sposobu zasilania diody LED UV-C w lampach dezynfekcyjnych zasilanych z sieci 230V AC o mocy czynnej do 25 W.
Cel ten osiągnięto poprzez zastąpienie dotychczas stosowanego prądu zasilania jednoschodkowego, dwuschodkowym prostokątnym przebiegiem prądu /w (t) pobieranego z sieci 230V AC.
Sposób zasilania diod LED, UV-C w lampie dezynfekcyjnej zasilanej z sieci 230V AC polega na tym, że kształtuje prąd pobierany przez lampę z sieci 230V AC jako przebieg prostokątny dwuschodkowy, w którym chwile czasu załączenia i wyłączenia pierwszego schodka (progu) w przebiegu prądowym wynoszą 0,0615·T oraz 0,4385·T, natomiast chwile czasu załączenia i wyłączenia drugiego schodka (progu) w przebiegu prądowym wynoszą 0,194· T oraz 0,306· T, przy czym wszystkie podane wartości czasów liczone są od poprzedzającego je momentu, w którym przebieg napięciowy sieci 230V AC (przebieg sinusoidalny uiN(t) o okresie 7 = 20 ms) przechodzi przez zero.
Korzystnie w sposobie zasilania diod LED UV-C w lampie dezynfekcyjnej według wynalazku proporcja wartości kolejnych schodków (progów) w każdym półokresie przebiegu czasowego prądu pobieranego przez lampę z sieci 230V AC ma się jak 1 do 3,69.
Korzystnie w sposobie zasilania diod LED UV-C w lampie dezynfekcyjnej według wynalazku poprzez bezpiecznik F-1 napięcie sieci 230 VAC doprowadza się do zacisków prądu przemiennego mostka Graetza zasilającego gałęzie szeregowo połączonych diod LED UV-C z układem stabilizatorów prądu (5) i (6), przy czym ilość diod LED UV-C w każdej gałęzi wyznacza się jako całkowitą część z wyrażenia:
. f 7Ξ 230/· sinlw-(0,0615n. = int -------------11------I Ł-Χ!
f
- int
V2-23Qy-sin[tŁ>-(0i4385-r)] int l
122 r' j
w gałęzi (3) oraz /^2 ·23Ο/·5Ϊπ[<υ·(θ,Ι94·Γ)Γ = int
TI-230/-sin[ft>· (0,306 ·Γ)Γ ^'2 / int
V.
305/^ w gałęzi (4), gdzie:
ω oraz T to pulsacja i okres sieci zasilającej 230V AC,
UFi wartość napięcia przewodzenia diod LED UV-C dla prądu przewodzenia lA
UF2 wartość napięcia przewodzenia diod LED UV-C dla prądu przewodzenia lB przy czym Ufi oraz Uf2 odczytane są z noty katalogowej stanowią zmierzone wartości napięcia przewodzenia użytych diod LED UV-C, przy czym ustawiona wartość prądu lA na stabilizatorze (5) oraz wartość prądu Ib ustawiona na stabilizatorze (6) spełnia równanie: (Ja + Ib)/Ia = 3,69 w każdym wariancie mocy czynnej lampy dezynfekcyjnej.
Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania został przedstawiony na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia optymalny przebieg dwuschodkowego prądu zasilania //,ν (I), którego parametry zostały dobrane dla uzyskania korzystnie wysokiej wartości Pmax/Pavr = 3,55 przy równoczesnym spełnieniu wymogów normy PN-EN IEC 61000-3-2:2019 zharmonizowanej z europejską dyrektywą EMC. Fig. 2 przedstawia przykładowy schemat układu realizującego sposób zasilania diod LED UV-C, Fig. 3 przedstawia wykresy zmian THD oraz Bk/Biw zależności od wartości toN przebiegu prądowego jednoschodkowego iiN(t).
PL 245102 Β1
Przykład
W układzie zasilającym diody LED UV-C napięcie sieci zasilającej 230VAC, poprzez bezpiecznik F-1 (1), doprowadzone jest do zacisków prądu przemiennego mostka Graetza (2). Wyprostowane napięcie (zacisk „plus” mostka Graetza) zasila gałęzie (3) i (4) szeregowo połączonych (w kierunku przewodzenia) diod LED UV-C wraz z układami stabilizatorów prądu (5) i (6), poprzez które końce obu gałęzi podłączone są do wspólnego zacisku „minus” mostka Graetza (2). Liczbę diod LED UV-C m i πς w każdej gałęzi wyznacza się jako całkowitą część wyrażenia:
ł’i
/2 ·230Κ·5Ϊπ[ά?·(θ,0615·Γ)] U FI = int ' V2 · 230Γ ·5Ϊπ[ΰτ (0,4385- Γ)]' w gałęzi (3) oraz n2 = int ;(η[ά>·(θ,194·Γ)]
L/F2 = ini ·230Κ·5»η[<ΐί
U FI , ( 305M mt ----l ^F2 ) w gałęzi (4), gdzie: ω oraz 7 to pulsacja i okres sieci zasilającej 230V AC, natomiast Ufi i Uf2 oraz to odczytane z noty katalogowej (lub zmierzone) wartości napięcia przewodzenia użytych diod LED UV-C (Ufi dla prądu przewodzenia lA, natomiast Uf2 dla prądu przewodzenia fe). Jako stabilizatory prądu Ia (5) i Ib (6) mogą być wykorzystane monolityczne układy scalone np. SM2082. Wartości prądów Ia oraz Ib ustawia się sposobem opisanym w nocie katalogowej wybranego stabilizatora dla osiągnięcia wybranej przez producenta mocy czynnej pobieranej przez lampę UV-C z sieci 230 VAC:
Pczynna =^~’23QV (/A cosfw · (0,0615 · Γ)] + /B COSfw-(0,194 Γ)]) tt z zastrzeżeniem, że jej wartość nie może przekroczyć 25W, oraz że wartość proporcji: (Ja+Ib)/Ia wyniesie 3,69 (Fig. 1).
Każda lampa LED UV-C podłączona do sieci 23 VAC musi spełnić wymagania zawarte w obowiązujących normach. W przypadku lamp z prostokątnym przebiegiem prądu zasilania najtrudniejsze do spełnienia są warunki przedstawione w normie PN-EN IEC.61000-3-2:2019 zharmonizowanej z dyrektywą EMC. Przepisy te precyzują maksymalne dopuszczalne poziomy harmonicznych prądu wejściowego, w zależności od mocy oraz typu odbiornika podłączonego do jednofazowej sieci 230VAC. Zgodnie z normą PN-EN IEC 61000-3-2:2019 lampy (w tym lampy UV) zaliczane są do bardzo restrykcyjnej klasy G. W rozdziale 7.4.3 zostały jednak przedstawione złagodzone kryteria dla lamp o mocy czynnej z zakresu 5-25W. Zgodnie z tymi zapisami konieczne jest spełnienie przynajmniej jednej z trzech grup wymagań. Dla prostokątnego kształtu przebiegu prądu wejściowego najbardziej odpowiedni jest zestaw przedstawiony w trzeciej grupie wymagań. Zgodnie z nim całkowita zawartość THD (ang. Total Harmonie Distortion) prądu zasilania nie powinna być większa od 70%, natomiast amplitudy wyszczególnionych harmonicznych w proporcji do amplitudy harmonicznej podstawowej nie powinny przekraczać: druga harmoniczna 5%, trzecia 35%, piąta 25%, siódma 30%, a dziewiąta i jedenasta 20%. Prostokątny jednoschodkowy przebieg prądu zasilania hN(t) nie posiada parzystych harmonicznych, natomiast nieparzyste harmoniczne określone są wzorem (1):
(1) Bk =4-^--coska>iON κπ dla k = 1,3,5,7,9,11..., gdzie |B/<| - amplitudy nieparzystych harmonicznych, ω - pulsacja sieci 230VAC. Proporcje kolejnych harmonicznych w stosunku do amplitudy harmonicznej podstawowej (B//B/) określa wyrażenie (2):
(2) Bk / Zł, [%] = . j 00o/o k cos ωΐη»
PL 245102 Β1 dla k = 3,5,7,9,11.... Ujemna wartość tego wyrażenia, która wystąpi dla pewnych zakresów zmian f0/v, sygnalizuje przesunięcie fazowe 180 stopni k - tej harmonicznej względem podstawowej. Na podstawie przytoczonych równań można wyznaczyć wartość parametru THD zdefiniowanego wzorem (3):
(3)
THD-
/2 । -4 gdzie: Irms - wartość skuteczna prądu wejściowego, Bi - amplituda pierwszej harmonicznej, T- okres napięcia sieci 230V AC (7 = 20 ms). Na Fig. 3 przedstawiono wykresy zmian THD oraz procentowe proporcje Bk/Biw zależności od przyjętej wartości fcw. Analizując wykresy Fig. 3 łatwo wykazać, że dla stosowanego obecnie w lampach dezynfekcyjnych układu zasilania diod LED wartość czasu toN nie może przekroczyć 2,53 ms. Nastąpiłoby wówczas przekroczenie jednego z określonych w normie PN-EN IEC 61000-3-2:2019 limitów, tj. IBs/BjI > 0,35 co uniemożliwiłoby sprzedaż lampy na europejskim rynku. Najlepsza do uzyskania proporcja mocy maksymalnej do mocy średniej, przy granicznej wartości toN = 2,53 ms, wyniesie tylko Pmax/Pavr = 2,02.
Sposób według wynalazku zakłada użycie układu zasilającego diody LED UV-C w lampach o mocy czynnej do 25W zasilanych z sieci 230V AG, przy którym jednak, finalny przebieg czasowy prądu zasilającego, lampę iiu(t) będzie miał postać przebiegu prostokątnego, dwuschodkowego o ściśle określonych parametrach przedstawionych na Fig. 1. Przy takim kształcie przebiegu prądu zasilającego lampę dezynfekcyjną, możliwe jest uzyskanie, najkorzystniejszej wartości proporcji Pmax/Pavr = 3,55 i pełnej zgodności z norm PN-EN IEC 61000-3-2:2019, podwyższona zostanie do 82,7%, sprawność energetyczna układu zasilania, definiowana jako stosunek mocy elektrycznej dostarczonej, diodom LED do całkowitej mocy elektrycznej pobieranej przez lampę. Przebieg czasowy prądu przedstawiony na Fig. 1 można przedstawić jako składający się z dwóch prostokątnych przebiegów składowych iiN(t)=i’iN(t)+i”iN(t). Dla wykazania zgodności opracowanego w wynalazku przebiegu prądu z normą PN-EN IEC 61000-3-2:2019 można skorzystać z wcześniej przytoczonych wzorów: (1) i (2). Oczywistym jest, że harmoniczne finalnego przebiegu są sumą harmonicznych przebiegów składowych. Zakładając jednakowo wagowy (½) wpływ składowych na końcowe wartości Bk/Bi = V2 B’k/B’i + 1/2 B”k/B”i konieczne staje się spełnienie warunku 1/2 Bi = B’i = B”i co można przedstawić wzorem (4):
/β coswa (4) — =---—
IA cos<u/2 gdzie: T - chwila załączenia w przebiegu /w(0 schodka o wartości lA, t2 - załączenie schodka o wartości Ia + Ib- Ważne jest wybieranie takich wartości ti i fe, dla których istotne pary 1/2 BVB’i oraz 1/2 B”k/B”i będą miały znaki przeciwne, co wpływa na zmniejszenie końcowej wartości proporcji |B//B/|. Analizę harmonicznych przebiegu dwuschodkowego można rozpatrywać jako sumę harmonicznych dwóch przebiegów jednoschodkowych, a po uwzględnieniu znaku każdej z nich (tj. przesunięcia fazowego 0 lub 180 stopni), znaleźć optymalne wartości czasów T i fe, dla których spełnione zostaną warunki na Bk/Bi określone w normie PN-EN IEC 61000-3-2:2019. Ze wszystkich par T i spełniających przedstawione wcześniej warunki najkorzystniejszą będzie ta, w której wartość czasu będzie największa. Wówczas czas trwania drogiego schodka (½ T-2 ti) jest najkrótszy, a wartość chwilowa emitowanego promieniowania (radiacji) korzystnie największa.
PL 245102 Β1
Przebieg dwuscbodkowy jako suma przebiegów jednoschodkowych
Nie można jednak posłużyć się tym samym sposobem, sumowania dla wyznaczania THD. Wartość zniekształceń nieliniowych przebiegu iiN(t) z Fig. 1 będzie różnić się od zsumowanej wartości THD przebiegów składowych i’iN(t) oraz Wzór (5) określa THD dla przebiegu dwuschodkowego przy spełnieniu warunków na lA oraz Ib określonych wzorem (4), (5)
THD =
1-4-1· |_4k 1-4^ __£___ ςο?ω/2 cosw/t-cos<y/2
Wzór (6) wyznacza sprawność energetyczną η układu zasilania z dwuschodkowym przebiegiem iiN(t), definiowaną jako procentową proporcję mocy przekazywanej do diod LED UV-C wobec całkowitej mocy czynnej pobieranej przez lampę z sieci 230VAC. Przy jego opracowaniu przyjęto następujące założenia: wartość lA oraz Ib spełniają warunki określone wzorem (4), natomiast stabilizatory prądu pracują poprawnie już od minimalnej wartości napięcia (tj. UsTABiL_min ~O).
(6) /-, -Λ ( ! A ) f sitWĄ ' ł tan6?/i +---- · ---------Manii)/·,
T (4 T J ^cosiD/|
-100¾
Wyznaczone wartości parametrów lampy LED UV-C, która została wyposażona w optymalny układ zasilania diod LED UV-C, kształtujący przebieg prądu zasilającego lampę Ιιν(Ι) zgodnie z wykresem przedstawionym na Fig. 1, zamieszczono w tabeli 1. Uzyskano znacząco wyższe wartości Pmax/Pavr (okresowa maksymalna moc chwilowa doprowadzona do diod LED w odniesieniu do mocy średniej) oraz sprawności energetycznej η, niż byłoby to możliwe w klasycznym układzie lampy dezynfekcyjnej.
Tabela 1. Wartości parametrów lampy z przebiegiem prądowym przedstawionym na Fig. 1
(/= 6= [7'=20ms] j cc A 87 -5° fig | THD [%] Ia U [%]
0,0615-7 0,194-7 -0,349 0,247 -0,20 -0,06 0,07 53,4 3,69 3,55 82,7
Zaletą rozwiązania według wynalazku jest uzyskanie krótkich i silnych impulsów promieniowania o dużej wartości mocy chwilowej powiększającej proporcję Pmax/Pavr do wartości 3,55, co przyczynia się do zwiększenia skuteczności działania oraz polepszenia sprawności energetycznej η lampy dezynfekcyjnej, przy czym 77 to wyrażony w procentach stosunek mocy przekazywanej do diod LED UV-C do całkowitej mocy czynnej pobieranej przez lampę z sieci 230VAC.
PL 245102 Β1
Kształt prądu iw fi) pobieranego z sieci 23OVAC (w najkorzystniejszym wariancie) Maksymalnie wartość parametru
Klasyczny sposób zasilania diod LED UV-C (kształtujący w każdym półokresie przebieg prądu pobieranego przez lampę z sieci 23OVAC jako przebieg prostokątny jednoschodkowy) rWj fAfU ta ta. i ! 5 2j02 η — 79,1 %
λ |_____\ / J i Γ-Λκτ
Sposób zasilania diod LED UV-C według wynalazku (kształtujący w każdym półokresie przebieg prądu pobieranego przez lampę z sieci 23OVAC jako przebieg prostokątny dwuschodkowy) Hit '5 ’ i ii' S * « 3 ***' r«:emi --^.3,55 ¢=82,7%
Porównanie wartości ΡμΛχ/Ρλ·ή oraz sprawności układu zasilania klasycznej bezkondensalorowej lampy LED UV-C z jednoschodkowym przebiegiem prądu zasilania Ąv(?> przy /«^2,53015 oraz lampy z dwuschodkowym przebiegiem iw fi)·

Claims (3)

1. Sposób zasilania diod LED UV-C w lampie dezynfekcyjnej zasilanej z sieci 230V AC znamienny tym, że kształtuje prąd pobierany przez lampę z sieci 230V AC jako przebieg prostokątny dwuschodkowy, w którym chwile czasu załączenia i wyłączenia pierwszego schodka progu w przebiegu prądowym wynoszą 0,0615·Toraz 0,4385·T, natomiast chwile czasu załączenia i wyłączenia drugiego schodka - progu w przebiegu prądowym wynoszą 0,194· T oraz 0,306· T, przy czym wszystkie podane wartości czasów liczone sa od poprzedzającego je momentu, w którym przebieg napięciowy sieci 230V AC, tzn. przebieg sinusoidalny uw(t) o okresie 7 = 20 ms),przechodzi przez zero.
2. Sposób zasilania diod LED UV-C w lampie dezynfekcyjnej według zastrz. 1 znamienny tym, że proporcja wartości kolejnych schodków - progów w każdym półokresie przebiegu czasowego prądu pobieranego przez lampę z sieci 230V AC ma się jak 1 do, 3,69.
3. Sposób zasilania diod LED UV-C w lampie dezynfekcyjnej według zastrz. 1 znamienny tym, że poprzez bezpiecznik F-1 (1) napięcie sieci 230 VAC doprowadza się do zacisków prądu przemiennego mostka Graetza (2) zasilającego gałęzie (3) i (4) szeregowo połączonych diod LED UV-C z układami stabilizatorów prądu (5) i (6), przy czym ilość diod LED UV-C w każdej gałęzi wyznacza się jako całkowitą część z wyrażenia: tzn. w gałęzi (3):
Mi = int ^-230^ sin[a)-(0,0615-Γ)]'
230/· siri[^· (0,4385-?)]~' int
122 )
oraz w gałęzi (4):
/ «2 = int >/2 230K-sin[aj (0,194
/ = int t/2-230^-5^-(0,306-7~)p int
305 r gdzie:
ω oraz T to pulsacja i okres sieci zasilającej 230V AC,
UFi wartość napięcia przewodzenia diod LED UV-C dla prądu przewodzenia lA (JF2 wartość napięcia przewodzenia diod LED UV-C dla prądu przewodzenia lB
PL 245102 Β1 przy czym Ufi oraz Uf? odczytane są z noty katalogowej stanowią zmierzone wartości napięcia przewodzenia użytych diod LED UV-C, przy czym ustawiona wartość prądu lA na stabilizatorze (5) oraz wartość prądu Ib ustawiona na stabilizatorze (6) spełnia równanie: (/a + Ib)/Ia = 3,69 w każdym wariancie mocy czynnej lampy dezynfekcyjnej.
PL441327A 2022-05-30 2022-05-30 Sposób zasilania diod LED UV-C w lampie dezynfekcyjnej o mocy czynnej do 25W zasilanej z sieci 230V AC PL245102B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL441327A PL245102B1 (pl) 2022-05-30 2022-05-30 Sposób zasilania diod LED UV-C w lampie dezynfekcyjnej o mocy czynnej do 25W zasilanej z sieci 230V AC

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL441327A PL245102B1 (pl) 2022-05-30 2022-05-30 Sposób zasilania diod LED UV-C w lampie dezynfekcyjnej o mocy czynnej do 25W zasilanej z sieci 230V AC

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL441327A1 PL441327A1 (pl) 2023-12-04
PL245102B1 true PL245102B1 (pl) 2024-05-13

Family

ID=89033638

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL441327A PL245102B1 (pl) 2022-05-30 2022-05-30 Sposób zasilania diod LED UV-C w lampie dezynfekcyjnej o mocy czynnej do 25W zasilanej z sieci 230V AC

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL245102B1 (pl)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007113537A1 (en) * 2006-04-01 2007-10-11 P.W. Circuits Limited Fluid treatment apparatus comprising ultraviolet light emitting diode
KR20180119978A (ko) * 2017-04-26 2018-11-05 전주비전대학교산학협력단 자외선 살균을 위한 조명장치의 동작 제어 및 조명장치의 동작 확인 방법
CN212211465U (zh) * 2020-06-03 2020-12-22 深圳迪亚士照明科技有限公司 一种具有照明和紫外线杀菌消毒功能的led软灯带
CN217088206U (zh) * 2022-02-28 2022-07-29 山西中科潞安半导体技术研究院有限公司 一种uvc-led驱动电路

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007113537A1 (en) * 2006-04-01 2007-10-11 P.W. Circuits Limited Fluid treatment apparatus comprising ultraviolet light emitting diode
KR20180119978A (ko) * 2017-04-26 2018-11-05 전주비전대학교산학협력단 자외선 살균을 위한 조명장치의 동작 제어 및 조명장치의 동작 확인 방법
CN212211465U (zh) * 2020-06-03 2020-12-22 深圳迪亚士照明科技有限公司 一种具有照明和紫外线杀菌消毒功能的led软灯带
CN217088206U (zh) * 2022-02-28 2022-07-29 山西中科潞安半导体技术研究院有限公司 一种uvc-led驱动电路

Also Published As

Publication number Publication date
PL441327A1 (pl) 2023-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lam et al. A high power factor, electrolytic capacitor-less AC-input LED driver topology with high frequency pulsating output current
CN104137653B (zh) Led发光设备
RU2511714C2 (ru) Компоновка схемы светоизлучающих диодов с улучшенной рабочей характеристикой мерцания
CN105792441B (zh) 一种用于可控硅调光的线性恒流电路
WO2011155712A3 (ko) 전자식 안정기 타입의 엘이디 형광등
TW201040688A (en) Regulated power supply
Bunjongjit et al. Analysis of harmonics in indoor Lighting System with LED and fluorescent luminaire
PL245102B1 (pl) Sposób zasilania diod LED UV-C w lampie dezynfekcyjnej o mocy czynnej do 25W zasilanej z sieci 230V AC
KR20090048100A (ko) 엘이디의 디밍제어 전원장치
Uddin et al. An analysis of harmonic diversity factors applied to LED lamps
Kumar et al. Harmonic impacts of warm and cool white LED bulbs
EP3022989A1 (en) Method and apparatus for providing supplemental power in a led driver
JP2016066490A (ja) 点灯装置および照明装置
Montoya et al. Power quality in modern lighting: Comparison of LED, microLED and CFL lamps
KR101142415B1 (ko) 조광 가능한 미세 조정용 고역률 전구 전원 제어장치
EP3461234B1 (en) Led light source powered by an unstable three-phase ac network
JP2023181318A (ja) 電源装置、照明装置及び照明器具
US20140375211A1 (en) Led driver
RU207857U1 (ru) Драйвер светодиодного светильника
Kim et al. Passive LED driver compatible with rapid-start ballast
Wiśniewski The calculation of energy saving in use light management systems
Huang et al. Compact-size and high-conversion-efficiency regulator for alternating-current-operated light-emitting diodes
Gupta et al. Design topology based comparative study on electric and photometric parameters of commercially available led lamp systems
KR200498792Y1 (ko) 플리커 제거 기능을 구비한 cob형 led 조명 장치
Tsankov et al. Study of the Electrical Characteristics of Light-Emitting Diode Luminaires at Amendment of the Supply Voltage