CN1139307C - 电路装置和配备有这种电路装置的信号灯 - Google Patents

Abstract

一种电路装置，适宜控制半导体光源的工作过程，配备有输入端子、输入滤波器、一个变流器和输出端子，输入端子接电源电压，变流器构成控制电路，输出端接半导体光源。电路装置配备有电压检测器，供检测输出端的电压。本发明还涉及配备有这种电路装置的信号灯。

Description

电路装置和配备有 这种电路装置的信号灯

本发明涉及一种适宜控制半导体光源工作过程的电路装置，这种电路装置配备有：

输入端子，供连接电源电压；

输入滤波器；

变换器，包括控制电路；和

输出端子，供连接半导体光源。

本发明还涉及配备有这种电路装置的信号灯。

信号灯越来越多用于半导体光源。在这种应种场合，半导体光源比起普通白炽灯好的地方是，使用寿命比白炽灯长得多，耗电量比白炽灯小得多。信号灯往往构成复杂信号系统的一部分，例如带有多个交通灯的交通控制系统的一部分。半导体光源通常有这样的特点，即其作为光源的工作过程取决于提供给半导体的电流，因而变流器应起电流发生器的作用。这样做的缺点是，若半导体光源有毛病，输出端处可能会产生非常高的电压。在这种情况下，若光源继续长时间工作，则电路装置有击穿的风险，从而损坏。这个风险可能引起的短路也是不可忽视的。

本发明的目的是提供本说明书开端所述的那一种避免了上述缺点的电路装置。

按照本发明，上述目的是在本说明书开端所述的那一种电路装置中实现的，即给所述电路装置配备了电压检测器，供检测各输出端的电压。本发明这种措施的好处是，可以直接检验出当时变流器输出端的电压级。这不仅可以检测出半导体光源电否损坏，而且还确定可以检测出对变流器安全工作的任何干扰。

电压检测器最好在输出端处产生的电压Vu高于阈电压Vud时产生信号S。这样做的好处是，可以检测所连接的半导体光源的阻抗是否增加。半导体光源通常包括在电气上相互连接的多个半导体组成的矩阵，例如呈多个发光二极管的形式。一个或少数几个半导体有毛病就已经会使光源的阻抗增加。虽然输出端电压增高本身未必危害变流器的工作，但却会使光源光通量的输出下降到信号灯再也不能可靠工作的程度。若阈电压电平Vud选择得适当的话，这种检测的好处是，适宜检测半导体光源是完全损坏还是部分损坏。

在本发明电路装置的一个有益实施例中，给输入滤波器配备一个切换元件，供将变流器切换到Vu＜Vud的工作状态。这样做可以简单而可靠地避免变流器过载。由于采用与变流器分开的切换元件，因而具体保证了上述防止变流器过载的可靠性。这个可靠性在一个最佳实施例中通过下列措施进一步提高了，即切换元件采用断路元件，并用信号S促使变流器在启动断路元件的工作状态下工作。这样做的好处是，可以采用较简单的控制电路，同时可以将变流器的控制电路与输入滤波器的切换元件完全分开，从而确保在可靠和受控制的情况下切断变流器。将切换元件制成熔丝还可进一步提高变流器切断操作的可靠性。为广泛体现半导体光源的上述好处，电路装置还需要能根据现有的信号系统翻新。采用熔丝的好处是，可以使各接线端的情况在变流器已为断路元件所切断时可与有毛病的白炽灯媲美，从而进一步促使人们更乐于以半导体光源代替白炽灯。

在一个有益的实施例中，本发明的电路装置适宜与固态继电器连接，在输入滤波器与变流器之间接上一个自行调节的限流电路。断路元件切断变流器时，自行调节的限流电路也被切断。这样做的好处是，可以使情况再次与有毛病的白炽灯媲美。这一点可说明如下。配备有交通灯的交通控制系统通常是装有所谓冲突监视器的，这种监视器的作用是定期测定有关的交通灯各接线端之间的电压。交通灯的控制通常采用固态继电器进行。固态继电器不导通时，通常有小的漏泄电流流过。若交通灯为白炽灯，其阻抗低，因而流经交通灯的漏泄电流不会使各接线端之间的电压大幅增加。另一方面，若白炽灯有毛病，则其阻抗非常高，这意味着漏泄电流的产生会使各接线端之间的电压大幅升高，因此各接线端之间的电压向冲突监视器表明，所连接的白炽灯是否有毛病。在本说明书和权利要求书中，“变流器”一词是指用以将电源供应的电能转换成使半导体光源工作所需要的电流/电压组合的电路。变流器最好采用配备有一个或几个半导体开关的开关式电源。鉴于现代的开关式电源通常为直流-直流变流器，因而最好也给输入滤波器配备周知的整流器。

本发明外壳中装有半导体光源的信号灯最好也配备本发明的电路装置。这样可以大大提高用信号灯作为现有信号的翻新部分的可能性。如果将电路装置装在与信号灯外壳形成一个整体的外壳中，则用作翻新信号灯的可能性最大。

下面参看本发明电路装置实施例的附图更详细地说明本发明的上述和其它方面。附图中：

图1是电路装置的示意图；

图2是电压检测器更为详细的示意图；

图3是输入滤波器的细节。

图1中，A和B是连接例如配备有固态继电器的供电电源VB的接线端子。编号I表示输入滤波器，III表示带控制电路的变流器。C和D是连接半导体光源LB的输出端子。II表示电压检测器，供检测输出端的电压。自行调节的限流网络IV连接在输入滤波器I与变流器III之间。变流器III最好是装有一个或几个半导体开关的开关式电源。

图2示出了电压检测器更详细的示意图，电压检测器的分压器支路由电阻器R1、齐纳二极管Z1和RC电路RC组成。齐纳二极管Z1和RC网络RC之间有一个连接点1，晶体管T1的基极b即接连接点1，供输出端得出的电压Vu高于阈值电压Vud时产生信号S。这里阈电压为齐纳二极管Z1的齐纳电压。输出电压Vu输出电压Vu高于阈电压Vud时，信号S就出现在晶体管T1的集电极C。此信号S传送给变流器III的控制电路。

图3详细示出了输入滤波器I，它包括连同电容器C1，C2和电阻器R2，R3一起构成滤波器的两个耦合的自感L，供抑制电磁干扰用。熔丝F也形成输入滤波器一部分，在其中起断路器的作用。这样，断路器就成了切换器，供将变流器切换到Vu＜Vud的工作状态。传送到变流器III的控制电路的信号S用来使变流器在促使断路器动作的工作状态下工作。

在本发明电路装置实施例的实际应用方面，这种电路装置适宜接电压最低80伏60赫最高135伏60赫的供电电源，且适宜控制包括下列各部的半导体光源：Hewlett-Packard公司出品的3×6发光二极管矩阵，正向电压V_F在200毫安下在2伏和3伏之间，环境温度25℃。所述的实施特别适用作交通控制系统的交通灯。变流器III由配备有半导体开关的开关式电源构成。电压检测器II齐纳二基管Z1的齐纳电压为27伏。电阻器R1的阻值为1千欧。晶体管T1为BC×70型(菲利浦斯公司出品)。RC网络RC包括并联连接的10千欧电阻器和10纳法的电容器。只要输出电压Vu一高于27伏且保持这个电压值，晶体管T1就导通，电流就开始流经集电极C。此流经集电极C的电流形成信号S。在这里所述的实施例中，集电极C接TLP555型集成电路的触发输入端(由T1构成)，后者构成开关式电源控制电路的一部分。这样就使开关电源的半导体开关在切换时使开关式电源从供电电源提取连续的强劲电流。

输入滤波器I的两个耦合自感L的电感值各为1.5微亨，电容器C1和C2的电容值各为100纳法，电阻器R2和R3的阻值各为5.6欧。构成输入滤波器一部分的熔丝F采用菲利浦斯出品的NFR25H型10欧熔断器。

本发明的电路装置配备有外壳，形成配备有里面装有半导体光源的外壳的信号灯的一部分，电路装置的外壳与信号灯的外壳合成一个整体。所述的实施例特别适用作交通控制系统的交通灯。

Claims (8)

1.一种电路装置，适宜供控制半导体光源(LB)的工作过程，且配备有：

输入端子(A、B)，供连接电源电压；

输入滤波器(I)；

一个变流器(III)，包括控制电路；和

输出端子(C、D)，供连接半导体光源；其特征在于，电路装置配备有电压检测器(II)，供检测输出端的电压。

2.如权利要求1所述的电路装置，其特征在于，电压检测器(II)在输出端(C、D)得出的电压Vud的值高于阈电压Vud时产生电信号S。

3.如权利要求1或2所述的电路装置，其特征在于，输入滤波器(I)配备有切换器(F)，供将变流器(III)切换到Vu＜Vud的工作状态。

4.如权利要求3所述的电路装置，其特征在于，切换器包括断路器(F)，电信号S供控制变流器，使其在促使断路器动作的工作状态下工作。

5.如权利要求4所述的电路装置，其特征在于，切换装置制成熔丝(F)的形式。

6.如权利要求1或2所述的电路装置，其特征在于，电路装置适宜接固态继电器，这时在输入滤波器(II)与变流器(III)之间接上一个自行调节的限流网络(IV)。

7.一种配备有里面装有半导体光源的外壳的信号灯，其特征在于，信号灯配备有以上任一权利要求所述的电路装置。

8.如权利要求7所述的信号灯，其特征在于，电路装置配备有与信号灯外壳合成一个整体的外壳。