CN102175008A

CN102175008A - 列车用无极信号灯

Info

Publication number: CN102175008A
Application number: CN2011100423801A
Authority: CN
Inventors: 夏济; 赵强; 郭建红; 刘波
Original assignee: ZHUOZHOU XUNLIDA INNOVATION TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: ZHUOZHOU XUNLIDA INNOVATION TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date: 2011-02-22
Filing date: 2011-02-22
Publication date: 2011-09-07

Abstract

本发明公开了一种列车用无极信号灯，它包括外壳、半圆球形光源、焦距调节器、凸透镜和菲涅尔透镜；所述半圆球形光源通过灯口固定在光源支架上，光源支架固定在外壳内壁上；光源中心为功率耦合器，玻璃外壳内部充有氩气和氪气的混合物，侧壁的内表面上涂有荧光粉，外表面上镀有反光膜；功率耦合器的电源两端通过灯口连接在激励源上；光源的后端为凸透镜，凸透镜固定在焦距调节器上，焦距调节器固定在外壳内壁上；凸透镜后端为由两个及两个以上的菲涅尔透镜组成的整体菲涅尔透镜，菲涅尔透镜分别可微调地固定在外壳内壁上；凸透镜的出光焦点与整体菲涅尔透镜的入射光焦点重合。本发明不再需要电极，启动快、光衰缓慢、寿命长、维修成本低，易调节，使用非常方便。

Description

列车用无极信号灯

技术领域

本发明涉及一组无极信号灯，尤其涉及一种列车用无极信号灯。

背景技术

目前铁路列车信号灯的光源都是采用双灯丝的白炽灯，通过对灯泡内的两组灯丝进行切换以保证灯泡在一组灯丝损坏的情况还有一组备用。由于白炽灯是一种有灯丝即有电极的光源部件，它的主要缺点是：1、由于电极的金属材料和玻璃的膨胀系数不完全一致，长期使用就会在电极和玻璃封接处出现微小漏气造成灯的寿命终了。2、由于电极处理不好，导致灯泡的寿命达不到设计指标。3、启动慢，光衰严重，灯丝在高温情况下工作，蒸发严重，随着时间推移发光强度衰减严重，很快就达不到信号照明要求。它的理论寿命仅有1000小时，先天缺陷使信号灯的灯泡需要经常更换。

发明内容

本发明的目的就是解决现用技术中存在的上述问题，提供一种不再需要电极，启动快、光衰缓慢、寿命长、维修成本低的列车用无极信号灯。

为完成上述目的，本发明的技术解决方案是：一种列车用无极信号灯，它包括外壳、半圆球形光源、焦距调节器、凸透镜和菲涅尔透镜；

所述半圆球形光源包括玻璃外壳、散热底座、灯口、由耦合棒、磁性材料条和高温导线线圈组成的功率耦合器和激励源；光源通过灯口固定在光源支架上，光源支架固定在外壳内壁上；光源中心为功率耦合器，玻璃外壳内部充有氩气和氪气的混合物，侧壁的内表面上涂有荧光粉，外表面上镀有反光膜；功率耦合器7的电源两端通过灯口连接在激励源上；

所述光源的后端为凸透镜，凸透镜固定在焦距调节器上，焦距调节器固定在外壳内壁上；所述凸透镜后端为由两个及两个以上的菲涅尔透镜组成的整体菲涅尔透镜，菲涅尔透镜分别可微调地固定在外壳内壁上；凸透镜的出光焦点与整体菲涅尔透镜的入射光焦点重合。

上述所述的光源的玻璃外壳侧壁的外表面上镀有的反光膜优选为真空蒸铝镀膜，也可用其它荧光灯用的反光膜。

上述所述光源的激励源包括EMC滤波电路、桥式整流电路Q1、具有直流滤波功能的无源功率因数校正电路、逆变激励模块MK1、逆变电路、输出谐振电路、采样电路和开路保护电路；220V、50HZ的市电通过EMC滤波电路连接在桥式整流电路Q1的输入端，桥式整流电路Q1的输出端通过无源功率因数校正电路后连接在逆变电路的电源输入端和逆变激励模块MK1的电源输入端；逆变激励模块MK1连接逆变电路的控制输入端，逆变电路的输出端连接在输出谐振电路和开路保护电路，采样电路连接逆变激励模块MK1的输入端。

上述所述的光源的玻璃外壳侧壁的内表面上涂有的荧光粉为三基色稀土荧光粉，优选色温为2360K-2700K的无极灯使用的三基色稀土荧光粉。

本发明的凸透镜将半圆球形光源射出的平行光聚焦在前方后，再通过菲涅尔透镜转成平行光发射出去，其射程远，可作为列车的信号灯使用。由于无极信号灯不再需要电极，其启动快，光衰缓慢、寿命长，寿命可提高到6万小时以上，大大提高了信号灯运行时间，减小了维修成本。且采用焦距调节器固定凸透镜，易调节凸透镜与光源的距离，使灯泡的光束与凸透镜的焦点重合；采用两个以上的菲涅尔透镜，其易调节菲涅尔透镜的焦点，使菲涅尔透镜的入射光焦点与凸透镜的出光焦点重合，以使聚焦在菲涅尔透镜前端焦点的光源以平行光的形式发射出去，产生远射光。本发明易调节，使用非常方便。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的光路结构图；

图3为本发明中光源的主视图；

图4为图3的BB剖视图；

图5为本发明中激励源的电路原理图。

具体实施方式

如图1、图3、图4和图5所示，本实施例包括外壳5、半圆球形光源8、焦距调节器9、凸透镜10和菲涅尔透镜4。所述半圆球形光源8包括玻璃外壳13、散热底座12、由耦合棒17、磁性材料条15和高温导线线圈14组成的功率耦合器7和激励源6。光源8中心为功率耦合器7。功率耦合器7密封固定在散热底座12的中心，玻璃外壳13套在功率耦合器7的外端，并通过固定在散热底座12上的上固定件16密封固定在散热底座12一端，灯口11通过固定在散热底座12上的下固定件18密封固定在散热底座12的另一端。螺纹灯口11固定在光源支架1上，光源支架1固定在外壳5内壁上。玻璃外壳13内部充有氩气和氪气的混合物，其侧壁的内表面上涂有色温为2360K-2700K的无极灯使用的三基色稀土荧光粉2，外表面上镀有真空蒸铝镀膜3；氩气和氪气的比例为4.5-5.5∶0.9-1.1。功率耦合器7的电源两端通过螺纹灯口11连接在激励源6上。光源8的后端为凸透镜10，凸透镜10固定在焦距调节器9上，焦距调节器9固定在外壳5内壁上。所述凸透镜10后端为由两个菲涅尔透镜4组成的整体菲涅尔透镜，菲涅尔透镜4分别可微调地固定在外壳5内壁上。凸透镜10的出光焦点与整体菲涅尔透镜的入射光焦点重合在A点。

所述的激励源包括双∏型滤波电路、桥式整流电路Q1、具有直流滤波功能的无源功率因数校正电路、逆变激励模块MK1、由MOS功率管V1、V2构成的逆变电路、包括功率耦合器的激发谐振电路和功率耦合器的工作谐振电路的输出谐振电路、取样电路和开路保护电路。功率耦合器的激发谐振电路由线圈T1、电容C8A和C8B构成，功率耦合器的工作谐振电路由线圈T1、电容C7和功率耦合器RL 7构成。220V、50HZ的市电通过由电容C1、共模电感L1与电容C2构成的双∏型滤波电路后连接在由二极管D4、D5、D6和D7组成的桥式整流电路Q1的输入端，桥式整流电路Q1的输出端通过由电解电容C3、二极管D1、D2、D3和电解电容C4构成的无源功率因数校正电路后，一路连接在逆变激励模块MK1的电源端DY引脚和闭锁输出脚BS脚，另一路连接在MOS功率管V1的源极，第三路通过电阻R5和R6后连接在功率耦合器RL 7的电源端，功率耦合器RL 7的另一端接地；MOS功率管V1的栅极连接逆变激励模块MK1驱动端G1脚，其漏极连接MOS功率管V2的源极，其源极还通过电容C5后接地；MOS功率管V2的栅极连接逆变激励模块MK1驱动端G2脚，其漏极接地，其在栅极还通过C9A、C9B、C9C和电阻R1接地；在MOS功率管V1和V2的栅极分别顺接稳压二极管VD1和VD3后，逆接稳压二极管VD2和VD4后接漏极，稳压二极管VD1和VD2、VD3和VD4起到保护作用。MOS功率管V1的漏极还通过线圈T1和并接的电容C8A和C8B后接地。MOS功率管V2的源极还串联线圈T1、电容C7和功率耦合器RL 7后接地。逆变激励模块MK1的ZD脚连接MOS功率管V1的漏极、V2的源极，为驱动端G1与G2提供电源。逆变激励模块MK1的闭锁输入脚BSCY脚连接电阻R3和电解电容C6后接地；保护采样端BHCY脚通过电阻R8和R9后连接在功率耦合器RL 7的电源端；与线圈T1共用铁心的取样线圈1T并联电阻R4后，一端接地，另一端连接逆变激励模块MK1的反馈采样输入端FK脚。电阻R5、R6、R7和R8构成开路保护电路，取样线圈1T和电阻R4构成采样电路。

本实施例中的滤波电路优选使用双∏型滤波电路，双∏型滤波电路用来抑制因辐射和传导所引起的EMI，使外界来的EMI不影响激励源的工作，同时来自激励源内部的高频信号也不通过传导、电磁耦合、电磁辐射等对其它用电设备进行干扰，达到电磁兼容EMC的目的。也可使用其它滤波电路。

本实施例中的无源功率因数校正电路，经整流后的直流经过此电路后减少了纹波，提高了功率因数。

当逆变激励模块MK1的驱动端G1脚提供驱动信号，MOS功率管V1导通，V2截止，电流方向为C3-V1-T1-C8A和C8B-地。当驱动端G2脚提供信号，MOS功率管V2导通，V1截止，电流方向为C8A和C8B-T1-V2-地。由于驱动端G1脚与G2脚交替提供信号，所以V1与V2交替导通，在T1与C8A和C8B之间产生高频电流，引起谐振，在C8A和C8B两端产生高压，将无极灯信号灯点亮。当无极灯信号灯点亮后，逆变激励模块MK1的驱动端G1脚提供驱动信号，V1导通，V2截止，电流方向为C3-V2-T1-C7-RL-地。当逆变激励模块MK1的驱动端G2脚提供信号，V2导通，V1截止，电流方向为RL-C7--T1-V2-地。为RL提供高频电流，无极灯信号灯正常工作。R5、R6、R7、R8构成开路保护电路，当无极灯信号灯两输出端无负载灯泡时，逆变激励模块MK1不工作，不提供驱动信号。

如图2所示，光源发出的平行光束M通过凸透镜10聚焦在凸透镜10前面的焦点A上，再由该焦点A发出的光束N通过两个菲涅尔透镜4后发出远射的平行光束L，可作为列车的信号灯使用。

Claims

1.一种列车用无极信号灯，其特征在于：它包括外壳、半圆球形光源、焦距调节器、凸透镜和菲涅尔透镜；

2.根据权利要求1所述的列车用无极信号灯，其特征在于：所述的光源的玻璃外壳侧壁的外表面上镀有的反光膜为真空蒸铝镀膜。

3.根据权利要求1或者2所述的列车用无极信号灯，其特征在于：所述的光源的激励源包括EMC滤波电路、桥式整流电路Q1、具有直流滤波功能的无源功率因数校正电路、逆变激励模块MK1、逆变电路、输出谐振电路、采样电路和开路保护电路；220V、50HZ的市电通过EMC滤波电路连接在桥式整流电路Q1的输入端，桥式整流电路Q1的输出端通过无源功率因数校正电路后连接在逆变电路的电源输入端和逆变激励模块MK1的电源输入端；逆变激励模块MK1连接逆变电路的控制输入端，逆变电路的输出端连接在输出谐振电路和开路保护电路，采样电路连接逆变激励模块MK1的输入端。

4.根据权利要求3所述的列车用无极信号灯，其特征在于：所述的激励源包括双∏型滤波电路、桥式整流电路Q1、具有直流滤波功能的无源功率因数校正电路、逆变激励模块MK1、由MOS功率管V1、V2构成的逆变电路、包括功率耦合器的激发谐振电路和功率耦合器的工作谐振电路的输出谐振电路、取样电路和开路保护电路；功率耦合器的激发谐振电路由线圈T1、电容C8A和C8B构成，功率耦合器的工作谐振电路由线圈T1、电容C7和功率耦合器RL构成；220V、50HZ的市电通过由电容C1、共模电感L1与电容C2构成的双∏型滤波电路后连接在由二极管D4、D5、D6和D7组成的桥式整流电路Q1的输入端，桥式整流电路Q1的输出端通过由电解电容C3、二极管D1、D2、D3和电解电容C4构成的无源功率因数校正电路后，一路连接在逆变激励模块MK1的电源端DY引脚和闭锁输出脚BS脚，另一路连接在MOS功率管V1的源极，第三路通过电阻R5和R6后连接在功率耦合器RL的电源端，功率耦合器RL的另一端接地；MOS功率管V1的栅极连接逆变激励模块MK1驱动端G1脚，其漏极连接MOS功率管V2的源极，其源极还通过电容C5后接地；MOS功率管V2的栅极连接逆变激励模块MK1驱动端G2脚，其漏极接地，其在栅极还通过C9A、C9B、C9C和电阻R1接地；在MOS功率管V1和V2的栅极分别顺接稳压二极管VD1和VD3后，逆接稳压二极管VD2和VD4后接漏极；MOS功率管V1的漏极还通过线圈T1和并接的电容C8A和C8B后接地；MOS功率管V2的源极还串联线圈T1、电容C7和功率耦合器RL后接地；逆变激励模块MK1的ZD脚连接MOS功率管V1的漏极、V2的源极，为驱动端G1与G2提供电源；逆变激励模块MK1的闭锁输入脚BSCY脚连接电阻R3和电解电容C6后接地；保护采样端BHCY脚通过电阻R8和R9后连接在功率耦合器RL的电源端；与线圈T1共用铁心的取样线圈1T并联电阻R4后，一端接地，另一端连接逆变激励模块MK1的反馈采样输入端FK脚；电阻R5、R6、R7和R8构成开路保护电路，取样线圈1T和电阻R4构成采样电路。

5.根据权利要求4所述的列车用无极信号灯，其特征在于：所述的光源的玻璃外壳侧壁的内表面上涂有的荧光粉为三基色稀土荧光粉。

6.根据权利要5所述的列车用无极信号灯，其特征在于：所述的光源的玻璃外壳侧壁的内表面上涂有的荧光粉为色温为2360K-2700K的无极灯使用的三基色稀土荧光粉。

7.根据权利要6所述的列车用无极信号灯，其特征在于：所述的玻璃外壳13内部充有氩气和氪气的混合物中氩气和氪气的比例为4.5-5.5∶0.9-1.1。

8.根据权利要5所述的列车用无极信号灯，其特征在于：所述的玻璃外壳13内部充有氩气和氪气的混合物中氩气和氪气的比例为4.5-5.5∶0.9-1.1。

9.根据权利要求3所述的列车用无极信号灯，其特征在于：所述的光源的玻璃外壳侧壁的内表面上涂有的荧光粉为三基色稀土荧光粉。

10.根据权利要求9所述的列车用无极信号灯，其特征在于：所述的光源的玻璃外壳侧壁的内表面上涂有的荧光粉为色温为2360K-2700K的无极灯使用的三基色稀土荧光粉。