RU159859U1

RU159859U1 - ELECTRIC SWITCH

Info

Publication number: RU159859U1
Application number: RU2014144460/07U
Authority: RU
Inventors: Антон Сергеевич Чернопятко
Original assignee: Антон Сергеевич Чернопятко
Priority date: 2014-11-06
Filing date: 2014-11-06
Publication date: 2016-02-20

Abstract

Полезная модель относится к области электротехники, в частности, к электрическим выключателям со световой индикацией выключенного состояния для указания своего местоположения в темноте.The utility model relates to the field of electrical engineering, in particular, to electrical switches with light indication of the off state to indicate their location in the dark.

Электрический выключатель осветительной сети со световой индикацией выключенного состояния содержит коммутирующие контакты, параллельно которым подключена электрическая цепь, включающая последовательно соединенные токоограничительный элемент и светодиод, при этом импеданс токоограничительного элемента находится в пределах 0,82 МОм - 8,2 МОм.The electric switch of the lighting network with light indication of the off state contains switching contacts, in parallel with which an electric circuit is connected, including a current-limiting element and an LED connected in series, while the impedance of the current-limiting element is in the range 0.82 MΩ - 8.2 MΩ.

Таким образом, заявляемая полезная модель представляет собой такой электрический выключатель, который позволяет экономить электроэнергию, а его конструктивное исполнение и характеристики входящих в него конструктивных элементов обеспечивают снижение частоты мигания ЭСЛ, коммутируемой выключателем, или же полностью исключают такое мигание. Thus, the claimed utility model is such an electric switch that saves energy, and its design and the characteristics of its constituent elements provide a reduction in the blinking frequency of the ESL switched by the switch, or completely eliminate such blinking.

Description

В настоящее время повсеместно проводятся мероприятия по повышению энергоэкономичности осветительных установок. Одним из путей энергосбережения в осветительной технике, особенно в сфере бытового освещения, является использование компактных люминесцентных ламп, которые большинство производителей называют энергосберегающие лампы (ЭСЛ). ЭСЛ могут быть использованы в световых приборах, предназначенных для эксплуатации с лампами накаливания общего назначения. Кроме того, в осветительных установках широко используются выключатели со встроенными индикаторами. Данные выключатели обеспечивают большую комфортность их использования, поскольку позволяют легко определить их расположение в темном помещении. Однако в ряде случаев при замене лампы накаливания на ЭСЛ в осветительной установке с таким выключателем наблюдаются световые вспышки ЭСЛ с некоторой частотой, когда она находится в выключенном состоянии, что снижает долговечность ЭСЛ, а также снижает комфорт пользователей. Это явление объясняется наличием конденсатора фильтра в электронных балластах ЭСЛ. В таких лампах схема питания устроена таким образом, что даже если один провод (как правило, фазный) разорван выключателем с индикатором, на конденсаторе фильтра накапливается заряд. При отключенном выключателе его контакт разомкнут, и ток идет по цепи через светодиод (газоразрядную лампу) и резистивный элемент на ЭСЛ. Этот ток небольшой, однако его достаточно, чтобы зарядить фильтрующий конденсатор ЭСЛ. Как только конденсатор зарядится до напряжения, достаточного для запуска электронного балласта ЭСЛ, происходит запуск схемы, в этот моментCurrently, measures are being taken everywhere to increase the energy efficiency of lighting installations. One of the ways to save energy in lighting equipment, especially in the field of household lighting, is to use compact fluorescent lamps, which most manufacturers call energy-saving lamps (ESL). ESL can be used in lighting fixtures designed for use with general-purpose incandescent lamps. In addition, in lighting installations, switches with integrated indicators are widely used. These switches provide greater comfort for their use, as they make it easy to determine their location in a dark room. However, in some cases, when replacing an incandescent lamp with an ESL in a lighting system with such a switch, ESL light flashes with a certain frequency are observed when it is in the off state, which reduces the durability of the ESL and also reduces user comfort. This phenomenon is explained by the presence of a filter capacitor in electronic ballasts of ESL. In such lamps, the power circuit is designed in such a way that even if one wire (usually a phase wire) is broken by a switch with an indicator, a charge accumulates on the filter capacitor. When the switch is open, its contact is open, and the current flows through the circuit through the LED (gas discharge lamp) and the resistive element on the ESL. This current is small, but enough to charge the ESL filter capacitor. As soon as the capacitor is charged to a voltage sufficient to start the electronic ballast of the ESL, the circuit starts, at this moment

лампа засвечивается и сразу же гаснет, поскольку конденсатор полностью разряжается, а тока, ограниченного схемой индикации, недостаточно для полноценного функционирования ЭСЛ. Далее процесс повторяется. Таким образом, актуальным является устранение проблемы мигания ЭСЛ при использовании выключателей со встроенными индикаторами.the lamp lights up and immediately goes out, because the capacitor is completely discharged, and the current limited by the display circuit is not enough for the full functioning of the ESL. The process is then repeated. Thus, it is urgent to eliminate the problem of flashing ESL when using switches with built-in indicators.

Известны различные способы устранения мигания ЭСЛ, вызванные вышеописанной причиной. Например, интернет-источник http://www.samelectric.ru/lamp-osveshhenie/lyuminiscentnoe/lampa-morgaet.html раскрывает несколько из них. В частности проблема может быть решена подключением отдельного нулевого провода в выключателе для питания индикатора, однако недостатком такого решения являются дополнительные инженерные работы по прокладыванию указанного провода, а также тот факт, что при таком варианте решения проблемы индикатор выключателя будет гореть постоянно.There are various ways to eliminate the flashing of ESL caused by the above reason. For example, the Internet source http://www.samelectric.ru/lamp-osveshhenie/lyuminiscentnoe/lampa-morgaet.html discloses several of them. In particular, the problem can be solved by connecting a separate neutral wire in the switch to power the indicator, however, the disadvantage of this solution is the additional engineering work for laying the specified wire, as well as the fact that with this solution to the problem, the indicator of the switch will light constantly.

Также в вышеуказанном источнике рассматривается такой вариант решения проблемы, при котором параллельно мигающей ЭСЛ подключена обычная лампа накаливания, однако такое решение можно применить только когда в светильнике или люстре существует возможность установки более одной лампы, к тому же светильник с разными типами ламп смотрится неаккуратно и потребляет существенно больше энергии.Also, in the above source, we consider such an option for solving a problem in which a conventional incandescent lamp is connected in parallel with a blinking ESL, however, this solution can only be applied when there is the possibility of installing more than one lamp, in addition, a lamp with different types of lamps looks messy and consumes significantly more energy.

Еще одним вариантом решения проблемы является включение параллельно ЭСЛ шунтирующего элемента (резистора или конденсатора), через который будет протекать ток, достаточный для горения индикатора. С технической точки зрения такое решение фактически повторяет предыдущее шунтирование ЭСЛ лампой накаливания. В данном случае предлагается использовать конденсатор или резистор. Подобное решение предполагает покупку и установку шунтирующего элемента и, таким образом, предполагает дополнительные трудозатраты и приводит к значительным потерям электроэнергии.Another solution to the problem is the inclusion of a shunt element (resistor or capacitor) in parallel with the ESL, through which enough current will flow to burn the indicator. From a technical point of view, this solution actually repeats the previous shunting of ESL by an incandescent lamp. In this case, it is proposed to use a capacitor or resistor. Such a solution involves the purchase and installation of a shunt element and, thus, involves additional labor costs and leads to significant losses of electricity.

Ближайшим аналогом заявляемой полезной модели, выбранным в качестве прототипа, является электрический выключатель со световой индикацией выключенного состояния, описанный в патенте на полезную модель Российской Федерации №1769, опубликованном 16.02.1996, содержащий крышку с одним или двумя отверстиями для излучения света, коммутационный узел и электрическую цепь, состоящую из последовательно соединенных токоограничительного резистора и светоизлучающего элемента, причем первый вывод электрической цепи подсоединен к первому присоединительному выводу-контакту коммутационного узла, а ее другой вывод подсоединен ко второму присоединительному выводу-контакту коммутационного узла таким образом, что когда лампа освещения горит, то светоизлучающий элемент не излучает свет.The closest analogue of the claimed utility model, selected as a prototype, is an electric switch with light indication of the off state, described in the patent for utility model of the Russian Federation No. 1769, published 02.16.1996, containing a cover with one or two holes for emitting light, a switching unit and an electrical circuit consisting of a series-connected current limiting resistor and a light-emitting element, the first terminal of the electric circuit being connected to the first nomu terminal-contact switching node, and its other terminal connected to the second terminal the connection for contact-switching node so that when illumination light is lit, the light emitting element does not emit light.

Недостатком описанного выключателя является мигание ЭСЛ, которую он коммутирует.The disadvantage of the described switch is the blinking of the ESL, which it commutes.

Задачей заявляемой полезной модели является создание такого электрического выключателя, конструктивное исполнение которого, а также характеристики входящих в него конструктивных элементов обеспечат достижение технического результата, заключающегося в экономичности его применения, а также в снижении частоты мигания ЭСЛ или же полном исключении такого мигания.The objective of the claimed utility model is the creation of such an electric switch, the design of which, as well as the characteristics of the structural elements included in it, will ensure the achievement of a technical result consisting in the cost-effectiveness of its use, as well as in reducing the frequency of blinking of the ESL or completely eliminating such blinking.

Поставленная задача решается тем, что разработан электрический выключатель осветительной сети со световой индикацией выключенного состояния, содержащий коммутирующие контакты, параллельно которым подключена электрическая цепь, включающая последовательно соединенные токоограничительный элемент и светодиод, при этом минимальный импеданс токоограничительного элемента находится в пределах 0,82 МОм - 8,2 МОм.The problem is solved in that an electric switch of the lighting network with light indication of the off state is developed, containing switching contacts, in parallel with which an electric circuit is connected, including a current-limiting element and an LED connected in series, while the minimum impedance of the current-limiting element is in the range of 0.82 MΩ - 8 , 2 megohms.

Токоограничительный элемент может представлять собой, но не ограничивается далее указанным, по меньшей мере один резистор и/или по меньшей мере один конденсатор, и/или по меньшей мере один диод, а такжеThe current limiting element may be, but is not limited to, at least one resistor and / or at least one capacitor, and / or at least one diode, and

любую электрическую схему, включающую эти или иные элементы, выполняющие такую функцию. any electrical circuit that includes these or other elements that perform such a function.

В одном из вариантов исполнения электрическая цепь содержит диод, подключенный встречно-параллельно светодиоду. Посредством такого конструктивного исполнения выключателя обеспечивают защиту светодиода от пробоя напряжением обратной полуволны сетевого напряжения.In one embodiment, the electrical circuit comprises a diode connected in opposite parallel to the LED. Through such a design of the switch, the LED is protected against breakdown by the voltage of the reverse half-wave of the mains voltage.

Поскольку в заявляемом объекте импеданс нагрузки достаточно велик по сравнению с импедансом токоограничительного элемента, и сопротивление коммутирующих контактов в состоянии «Выключено» выключателя бесконечно велико по сравнению с импедансом токоограничительного элемента, существует возможность управления током, протекающим через нагрузку в состоянии «Выключено» выключателя, посредством изменения импеданса токоограничительного элемента. Опытным путем было установлено, что тока, протекающего через нагрузку в состоянии «Выключено» выключателя при использовании токоограничительных элементов с минимальным импедансом 820 кОм, достаточно для свечения светодиода, однако недостаточно для зарядки фильтра электронного балласта ЭСЛ. Также опытным путем установлено, что при импедансе более 8,2 МОм свечение светоизлучающего элемента схемы индикации будет слаборазличимо при любом из существующих типов светоизлучающих элементов.Since the load impedance in the claimed object is sufficiently large compared to the impedance of the current-limiting element, and the resistance of the switching contacts in the off state of the circuit breaker is infinitely large compared to the impedance of the current-limiting element, it is possible to control the current flowing through the load in the off state of the switch by changes in the impedance of a current-limiting element. It was experimentally established that the current flowing through the load in the “Off” state of the circuit breaker when using current-limiting elements with a minimum impedance of 820 kOhm is sufficient for the LED to glow, but not enough to charge the ESL electronic ballast filter. It was also experimentally established that with an impedance of more than 8.2 MΩ, the luminescence of the light-emitting element of the display circuit will be indistinguishable with any of the existing types of light-emitting elements.

В случае если ток утечки в электронном балласте ЭСЛ больше, чем ток, заряжающий конденсатор фильтра (ток через токоограничительный элемент), конденсатор не будет заряжаться, и ЭСЛ не будет мигать. Если же ток утечки меньше тока, заряжающего конденсатор (ток через токоограничительный элемент), то конденсатор будет заряжаться до уровня запуска электронной схемы балласта, в результате чего ЭСЛ даст вспышку, и частота этих вспышек будет тем меньше, чем больше сопротивление токоограничительного элемента. За счет снижения частоты мигания ЭСЛ или же полного исключения мигания добиваются значительной экономии электроэнергии.If the leakage current in the electronic ballast of the ESL is greater than the current charging the filter capacitor (current through the current-limiting element), the capacitor will not be charged, and the ESL will not blink. If the leakage current is less than the current charging the capacitor (current through the current-limiting element), then the capacitor will be charged to the trigger level of the electronic ballast circuit, as a result of which the ESL will flash, and the frequency of these flashes will be the smaller, the greater the resistance of the current-limiting element. By reducing the frequency of flashing of the ESL or by completely eliminating flashing, significant energy savings are achieved.

Заявляемая полезная модель поясняется при помощи фигур, приведенных ниже.The inventive utility model is illustrated using the figures below.

Фиг. 1 - электрическая схема заявляемого выключателя, коммутирующего нагрузку, с резистором в качестве токоограничительного элемента;FIG. 1 is an electrical diagram of the inventive switch, switching the load, with a resistor as a current-limiting element;

фиг. 2 - электрическая схема заявляемого выключателя, коммутирующего нагрузку, с диодом, подключенным встречно-параллельно светодиоду, и резистором в качестве токоограничительного элемента;FIG. 2 is an electrical diagram of the inventive switch, switching the load, with a diode connected in opposite parallel to the LED, and a resistor as a current-limiting element;

фиг. 3 - электрическая схема заявляемого выключателя, коммутирующего нагрузку, с конденсатором в качестве токоограничительного элемента;FIG. 3 is an electrical diagram of the inventive switch, switching the load, with a capacitor as a current-limiting element;

фиг. 4 - электрическая схема заявляемого выключателя, коммутирующего нагрузку, с конденсатором и резистором в качестве токоограничительных элементов.FIG. 4 - electrical circuit of the inventive switch, switching the load, with a capacitor and resistor as current-limiting elements.

На фиг. 1 представлена электрическая схема 1 заявляемого выключателя, коммутирующего нагрузку 2, содержащая коммутирующие контакты 3 и 4, параллельно которым подключена электрическая цепь 5. Последняя содержит токоограничительный элемент 6 в виде резистора и светодиод 7, соединенные последовательно.In FIG. 1 shows the electrical circuit 1 of the inventive switch, the switching load 2, containing switching contacts 3 and 4, in parallel with which an electric circuit 5. is connected. The latter contains a current-limiting element 6 in the form of a resistor and an LED 7 connected in series.

На фиг. 2 представлена электрическая схема 1 заявляемого выключателя, коммутирующего нагрузку 2, содержащая коммутирующие контакты 3 и 4, параллельно которым подключена электрическая цепь 5. Последняя содержит последовательно соединенные токоограничительный элемент 6 в виде резистора и светодиод 7, встречно-параллельно которому подключен диод 8.In FIG. 2 shows the electrical circuit 1 of the inventive switch, switching the load 2, containing switching contacts 3 and 4, in parallel with which the electric circuit is connected 5. The latter contains a series-connected current-limiting element 6 in the form of a resistor and an LED 7, which is connected in parallel to the diode 8.

На фиг. 3 представлена электрическая схема 1 заявляемого выключателя, коммутирующего нагрузку 2, содержащая коммутирующие контакты 3 и 4, параллельно которым подключена электрическая цепь 5. Последняя содержит токоограничительный элемент 6 в виде конденсатора и светодиод 7, соединенные последовательно.In FIG. 3 shows the electrical circuit 1 of the inventive switch, the switching load 2, containing switching contacts 3 and 4, in parallel with which an electric circuit 5. is connected. The latter contains a current-limiting element 6 in the form of a capacitor and an LED 7 connected in series.

На фиг. 4 представлена электрическая схема 1 заявляемого выключателя, коммутирующего нагрузку 2, содержащая коммутирующие контакты 3 и 4, параллельно которым подключена электрическая цепь 5. Последняя содержит токоограничительные элементы 6 в виде конденсатора и резистора и светодиод 7, соединенные последовательно.In FIG. 4 shows the electrical circuit 1 of the inventive switch, the switching load 2, containing switching contacts 3 and 4, in parallel with which an electric circuit 5. is connected. The latter contains current limiting elements 6 in the form of a capacitor and resistor and an LED 7 connected in series.

Ниже описана работа заявляемой полезной модели на примере электрической схемы выключателя по фиг. 1.The following describes the operation of the claimed utility model by the example of the circuit diagram of the switch of FIG. one.

При необходимости включения освещения в помещении коммутирующие контакты 3 и 4 электрического выключателя замыкают, вследствие чего электрическая цепь 5, включающая токоограничительный элемент 6 в виде резистора и светодиод 7, оказывается закороченной, при этом ЭСЛ светится, а светодиод 7 не излучает свет. При необходимости отключения освещения в помещении коммутирующие контакты 3 и 4 электрического выключателя размыкают, при этом ЭСЛ не светится, а переменный ток сетевого напряжения протекает по цепи, содержащей последовательно соединенные нагрузку 2, токоограничительный элемент 6 в виде резистора и светодиод 7. При протекании тока через светодиод 7 последний излучает свет, тем самым указывая местоположение выключателя, а нагрузка 2 оказывается в выключенном состоянии, причем ее мигания не наблюдают.If it is necessary to turn on the lighting in the room, the switching contacts 3 and 4 of the electric switch are closed, as a result of which the electric circuit 5, including the current-limiting element 6 in the form of a resistor and LED 7, is shorted, while the ESL is lit, and LED 7 does not emit light. If it is necessary to turn off the lighting in the room, the switching contacts 3 and 4 of the electric switch open, while the ESL is not lit, and the alternating current of the mains voltage flows through a circuit containing a series-connected load 2, a current-limiting element 6 in the form of a resistor and LED 7. When current flows through LED 7 last emits light, thereby indicating the location of the switch, and load 2 is in the off state, and its blinking is not observed.

Заявляемая полезная модель не ограничена описанными выше примерами, которые включены в текст заявки в качестве пояснения и иллюстраций, и может иметь множество различных модификаций, которые доступны для специалистов в данной области.The inventive utility model is not limited to the examples described above, which are included in the text of the application as explanations and illustrations, and may have many different modifications that are available to specialists in this field.

Ниже приведены практические примеры реализации электрической схемы.The following are practical examples of implementing an electrical circuit.

Пример 1. Выключатель, содержащий светодиод GNL-3004 и токоограничительный элемент в виде резистора с импедансом 820 кОм, коммутирует нагрузку в виде ЭСЛ Phillips мощностью 12 Вт. Индикатор отчетливо виден в темноте. Мигания лампы в положении «Выключено» выключателя не наблюдали в течение 3-х часов.Example 1. A switch containing a GNL-3004 LED and a current-limiting element in the form of a resistor with an impedance of 820 kOhm, switches the load in the form of 12 W Phillips ESL. The indicator is clearly visible in the dark. The lamp blinking in the “Off” position of the switch was not observed for 3 hours.

Пример 2. Выключатель, содержащий светодиод GNL-3004 и токоограничительный элемент в виде резистора с импедансом 8,2 МОм, коммутирует нагрузку в виде ЭСЛ Phillips мощностью 12 Вт. Яркость индикатора находится на пределе чувствительности человеческого глаза в темноте. Мигания лампы в положении «Выключено» выключателя не наблюдали в течение 3-х часов.Example 2. A switch containing a GNL-3004 LED and a current-limiting element in the form of a resistor with an impedance of 8.2 MΩ commutes the load in the form of 12 W Phillips ESL. The brightness of the indicator is at the limit of sensitivity of the human eye in the dark. The lamp blinking in the “Off” position of the switch was not observed for 3 hours.

Пример 3. Выключатель, содержащий светодиод GNL-3004 и токоограничительный элемент в виде конденсатора с импедансом 8,2 МОм, коммутирует нагрузку в виде ЭСЛ Phillips мощностью 12 Вт. Яркость индикатора находится на пределе чувствительности человеческого глаза в темноте. Мигания лампы в положении «Выключено» выключателя не наблюдали в течение 3-х часов.Example 3. A switch containing a GNL-3004 LED and a current-limiting element in the form of a capacitor with an impedance of 8.2 MΩ commutes the load in the form of 12 W Phillips ESL. The brightness of the indicator is at the limit of sensitivity of the human eye in the dark. The lamp blinking in the “Off” position of the switch was not observed for 3 hours.

Результирующий импеданс токоограничительного элемента может быть рассчитан исходя из обозначенных номиналов составляющих элементов электрической схемы и частоты сети 50 Гц или 60 Гц в соответствии с правилами электротехники.The resulting impedance of the current-limiting element can be calculated based on the indicated values of the constituent elements of the electrical circuit and the network frequency of 50 Hz or 60 Hz in accordance with the rules of electrical engineering.

Таким образом, заявляемая полезная модель представляет собой такой электрический выключатель, который позволяет экономить электроэнергию, а его конструктивное исполнение и характеристики входящих в него конструктивных элементов обеспечивают снижение частоты мигания ЭСЛ, коммутируемой выключателем, или же полностью исключают такое мигание.Thus, the claimed utility model is such an electric switch that saves energy, and its design and the characteristics of its constituent elements provide a reduction in the blinking frequency of the ESL switched by the switch, or completely eliminate such blinking.

Claims

1. An electric switch of the lighting network with light indication of the off state, containing switching contacts, in parallel with which an electric circuit is connected, including a current-limiting element and an LED connected in series, characterized in that the impedance of the current-limiting element is in the range 0.82 MΩ - 8.2 MΩ.

2. The electric switch according to claim 1, characterized in that the current-limiting element is at least one resistor and / or at least one capacitor.

3. The electric switch according to claim 1, characterized in that the electric circuit includes a diode connected in opposite parallel to the LED.